马斯克兄弟未竟的事业，这群90后博士接下了挑战书
一场“另类”的农业比赛正在上海崇明进行着——没有自然日照和广阔肥沃的土地，密闭的20尺集装箱是全新的种植“赛场”；没有成天面朝黄土背朝天的农民身影，一群90后、00后硕博生和他们研发设计的智能系统是这场比赛中的主角。在这里，作物的生长节奏踩着代码的生成节拍，工学、农学等多方学科交流、融合，合力探索智慧农业的实现路径。
9月20日，2024光明多多垂直农业挑战赛暨第四届“多多农研科技大赛”决赛于上海启幕。在历时6个月的招募集结、线上路演和专业答辩等一系列激烈角逐后，6支参赛队伍脱颖而出，闯入决赛。
这6支队伍同时集合了我国农学研究的南北两方、“学院派”和“产业派”以及新老两代科技农人等多个标签，他们身上的多元性也为这场农业巅峰对决带来了诸多看点。
“今年比赛的难度系数和精彩程度都将比往届高很多。”上海花卉园艺（集团）有限公司光明花博邨总经理袁伟指出，“今年把集装箱的改造设计纳入比赛，给予选手更多创新空间。并且，大赛更加注重了产业化，比赛是一场科研挑战赛，更是一场以科技农业为主题的创业比赛。”
自2020年起，锚定农业核心战略的拼多多就持续致力于为新一代农人们提供这一切磋交流的竞技平台、探索具有前瞻性的农业发展新路径，为农业高质量发展注入新质生产力。拼多多高级副总裁、首席发展官朱政回顾整个办赛历程称，“我们从云南的高原温室，到上海的都市植物工厂；从草莓、番茄到生菜；从传统种植到AI种植。每个改变，都意味着我们在探索未来农业的道路上又朝前迈进了一步。”
“代码种菜”，90后、00后“新农人”的新尝试
各支决赛队伍的集装箱中，一株株用于展示的“优雅”生菜幼苗在人工光源的照射下，静静地在每一个种植单元内生长着。“对于温度、湿度、光照强度等影响农作物生长的因素，我们都使用算法进行调控。”一位在绿叶先锋队中负责大模型构建的成员表示，将多个作物生长的关键性能指标整合至算法模型中是本次比赛的一大挑战。
关于AI技术的实际应用，他举例，就在决赛启幕前一天，种植仓内出现突发状况，一个灯管的温度过高。问题出现后，团队立即在算法中添加了一个高温预警的机制，帮助实时调控灯光，优化作物的生长环境。
“这次比赛重在AI技术给产业的赋能，探索AI在助力农业发展上的应用潜力。”中国农业大学教授、本次赛事评委之一贺冬仙指出，“去年比赛队伍的实际产量比预期高出近30%，这就是技术创新在产业化推广上的驱动。现阶段AI能在农业上发挥多大作用，我们还不得而知，但起码我们在这次赛事中勇敢地探索着。”
事实上，用算法来种菜，对于绿叶先锋队中一位长期研究自动驾驶的成员来说也是头一回。在这支由11位博士组成的团队中，汇聚了AI、机械工程、园艺等领域的多学科专业人才，不少成员都是第一次参与农业项目，“农业也能和科技相结合，且未来发展的空间还很大。”
而赛博农人队的成员们早在第一届大赛中就尝试了“AI+农业”，并获得了大赛AI组冠军，目前该队在前几届大赛中使用的创新技术已经落地应用到了农业科技示范园中。
该队队长杨浩表示，“第一届大赛和AI组其他优秀团队横向对比时，我们的产量是其他团队的数倍。这让我们看到了，在农业中应用AI技术是有一定可行性的，也特别感谢主办方在农业创新上的前瞻性。”
墨泉队的90后队长秦楚汉也是跨专业用“代码种菜”的一员。“2016年一次听播客，了解到全球气候变化已现端倪，当时就有一个想法：能不能通过技术制造一个环境，让人类不用看天吃饭。”在加拿大学习了多年的计算机，他想将所学技术融合进传统朴素的农业。
从自制简易的家用“番茄工厂”到2017年5月在加拿大创业成立公司，秦楚汉多年投身农业，组建了一支非常健全的跨学科团队。2022年，他带着团队的原班人马和技术回到中国。
“在农业生产设备的智能化、自动化上，我们分成无形和有形两部分。”秦楚汉和团队在此次比赛中秉持着“软硬一体”的技术思路，“对于不同作物种植的不同参数，我们训练了3种不一样的模型，像多方会诊，通过更多的模型判断来解决种植数据目前不够精准、量不够大的弊端。有形方面，我们用机械化设备帮助传统农户，将其原来一天8小时工作缩短到6小时。”
对于各支队伍在AI上的探索，贺冬仙表示，想要实现农业大国向农业强国的转变，智能装备一定是主力军。在此基础上利用AI技术，植物工厂一定是最具颠覆性的重要体现，也是生产力向新突破的典型范本。
在赛中成长，多门派的农技切磋
“去年我们直接在一个现成的植物工厂中进行操作，当时就有改造集装箱的想法，结果今年实现了。”就像室墨司源队的队长熊元科所说，今年赛制的更新正中这群“赛博农人”的下怀，给予了他们更多发挥、创造的可能性和越来越好的参赛体验。
脱胎于上一届大赛第三名的生生不息队，室墨司源队依然是“学院派”队伍，团队核心成员是在上海交通大学就读的99后、00后跨学科青年。
多位队员像熊元科一样出身工科，这也让团队在植物工厂的能源管控环节上优势显著。本次决赛中，室墨司源队在集装箱内使用了能耗较低的全光谱LED灯，并布置了反光膜进一步节能，“小场景内的节能率能达到35%以上，大场景内能实现25%的节能率。”
同样来自高校名门的还有参与多届农研大赛的赛博农人队，团队由来自中国农业大学的6名博士和2名硕士构成。今年该队的队长杨浩，是所有决赛选手中唯一的“四朝元老”，“四届大赛贯穿了我的整个博士阶段，非常感谢比赛，它成为了推进我博士课题研究的原动力，让我在迷茫之中找到了学习的方向。”
“我们在这次考试过程中，提出了一个小秘籍，即与植物对话的环境技术。”赛博农人队的“学霸”们在本届决赛中以环境优先为“解题思路”，通过检测集装箱内二氧化碳与水的消耗量以及机器视觉的辅助判断，进行种植仓内的环境调控。
与此同时，决赛中多支“产业派”队伍的入围也带来了更多不同于“学院派”的“破题”视角和创新思路。
例如，同样是LED光照和调控，拥有5年产业化经验的叶菜侠队更注重LED灯的转化效率和自身散热性。“LED灯我们一年大概要用1万~2万台。这次比赛中，我们就优雅品种对不同光配方的反应做了测试，找到适合每种作物的光配方是非常重要的。”该队队长解晓巍提及。
据了解，这支来自山东潍坊的队伍在2019年成立了一家专注于沙拉菜、中国菜、中草药材、合成生物等绿叶草本类作物标准化生产工艺研究的企业，目前已在日本、韩国、阿鲁巴、泰国等国家和地区落地植物工厂模式。
多多农研科技大赛不仅是“学院派”和“产业派”切磋竞技的平台，更是学农爱农的青年人们交流、学习的大课堂。
在北美地区积累了丰富经验的墨泉队就将在国内不多见的旋转式种植架带到了本次决赛现场——在墨泉队创新设计的该机械装置中，多个滑轮组带动铰链移动，实现了作物种植槽的灵活旋转。
袁伟介绍，目前，国内对集装箱式植物工厂的栽培架大多采用日本的层架式设计，能够精细化地管控光和水的供给，而欧美的植物工厂模式更看重全程机械化操控，两者各有优势。
“我们原先认为层架式需要修改，（在设计上）做得就比较激进，引入了工业化和汽车理念，做了旋转式设计。”秦楚汉指出，得益于旋转式设计，该套栽培架在空间利用率、气候一致性、采摘便捷度等方面都有一定的优势，“但通过调试以及和其他团队的交流，发现层架式设计在引入巧思后，也能在很多方面有进步。大家正共同推高垂直农业的天花板。”
技术走出集装箱，植物工厂的商业化如何破局？
“民以食为天”，这句话在全球土地资源日趋紧张的当下，意味着全新的农业形态势必是时下一大极具价值的探索方向。
因此，从田间地头延伸出的巨大想象空间在50年前就吸引到了一众国内外的探索者。
其中具有代表性的是，特斯拉CEO埃隆·马斯克的弟弟金巴尔·马斯克在2016年创办了一家以垂直农业为主的新型种植企业Square Roots，以向客户提供具备适宜种植条件的集装箱和在其中种植的作物为盈利模式。
据了解，目前Square Roots生产的蔬菜已上架纽约的多个超市和Seamore's等多家纽约高档餐厅。不难发现，受限于植物工厂高昂的成本，纵使是曾获得过超540万美元融资的Square Roots，也难以将该技术做到规模化落地。
“植物工厂产业化的瓶颈是建设成本高。”在贺冬仙看来，集装箱的赛题有助于产业破局，“集装箱是植物工厂的一个宣传窗口和有效媒介，能以小带动产业发展，是人才培养、产业孵化的有效工具。”
已有部分日本的植物工厂证明了，该模式并非走不通盈利之路的。对此，上海农科院团队在9月21日的青年科学家主题沙龙上表示，日本能够盈利的植物工厂具备的先决条件是，日产1万株、单株100克以上，也就是说可以从植物的角度出发，要找到好的品种去支撑植物工厂的产量和生产质量。
同时，叶菜侠队认为，商品化才是植物工厂唯一出路，“在中国做植物工厂，要结合国情做本土化的事情，拿上海来说，上海消费者钟爱霜打菜、鸡毛菜等风味非常强的蔬菜。所以，植物工厂在国内的落地要做的商业化思考还是要通过品种菜，和消费者联系起来，不能只是采用非常模式化的蔬菜。”
这些关于产业破局的前沿观点在当天的沙龙上得到了深度分享、碰撞。中国工程院院士、国家农业信息化工程技术研究中心主任、首席专家赵春江表示，经过四年的发展，多多农研科技大赛已从探索期迈向了更加注重实际应用和产业化发展的新阶段。大赛不仅聚焦技术创新与应用实践，还重视能耗优化与市场可推广性，致力于解决当前数字农业产业化过程中的关键挑战，以促进农业的高质量发展。 文/辛夷
