点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

首页> 地方频道> 地方频道-湖南> 要闻 > 正文

种菜“上网”

来源:新华每日电讯2023-03-16 14:25

  浇水不湿手,种菜不下田,丰收不问天——这些充满“不可能”和“混搭感”的场景,如何变得“合情合理”?

  答案是:用AI(人工智能)种菜!

  在温光水气肥高度可控的植物工厂内,草莓、番茄、生菜晒着最适宜生长的人工光、喝着最“对胃口”的营养液,种菜人不必亲临现场,通过深度相机、电子传感系统等便能与植物“在线相见”,再根据植物实际长势和算法模型,像“炒股”一样,在操作系统中调控温度、湿度、光照、二氧化碳浓度及营养液等,让植物哪怕外界严寒酷暑、刮风下雨,都能获得适宜的生长环境。

  “随着农业传感器、机器视觉、知识图谱、决策模型等技术的快速发展,AI在农业上的应用正在铺开。”全国人大代表、中国工程院院士、中国科学院亚热带农业生态研究所首席研究员印遇龙说,“智能技术手段可以改善农民的工作条件,彻底颠覆传统的农作方式,代表了未来农业的发展方向。”

  未来已来。

  人能与植物对话

  郑建锋是一名“90后”,在中国农业大学度过了本科、硕士、博士时光,如今在该校农业农村部设施农业工程重点实验室从事博士后研究。

  你猜,他的专业课有哪些?

  “我们要学农业建筑学,类似于土建专业,因为涉及盖温室;要学植物学、作物栽培学与耕作学,植物生理、无土栽培都会涉及;农作物生长所需的温光水气肥,每一个环境因子都是一个学科方向,比如传热学、光生物学、水利科学、流体力学、营养液管理,等等。”郑建锋介绍,“随着农业科技的发展,我们专业也在与时俱进,加入了大数据、云计算、编程、单片机等课程。”

  为什么研究种菜,也需要学习编程?

  靠天吃饭,一句话道出农业生产对环境的依赖。而农业发展的方向,就在于通过调控和改善生物生长环境,使动植物、微生物的生长向着对人类有利、满足人类需求的方向发展,使农业产量、品质更加稳定可控。而当我们能通过AI调节温光水气肥,通过算法模型辅助种植养殖策略,就相当于给了动植物适宜不同生长阶段的“智能太阳”“贴心食粮”“及时雨”……

  智能装备和技术,也将成为“新农具”。

  眼下,郑建锋正带着实验室另外5位师弟师妹,参加拼多多和光明母港携手举办的第三届“多多农研科技大赛”。比赛规则颇为新颖:4支入围决赛的队伍,在同一规格的集装箱植物工厂内,“远程”种植同一品种的生菜,90天后,产量高、能耗低、品质好、算法优者便告获胜。

  由于生长在集装箱内,这些生菜“不见天日”,但参赛者通过调节红黄蓝光光谱、形成“光配方”,可以让生菜“吃饱喝足”、茁壮成长。“这是国内首次举办完全人工光型植物工厂种植比赛,甚至在国际上也尚属少见。”多多农研项目负责人说。

  操作方式也很新奇,不湿手也不沾泥,参赛者只需在远程控制系统中调整各项设置,便能遥控集装箱内部环境。

  研究视觉模型的、负责营养液调配的、主管生长和生理信息检测的、设计植物巡检机器人的……“大师兄”郑建锋组的这支队伍,人人独当一面,合起来便很“全面”。

  “我们的参赛策略,就是‘与植物对话’,它之所需,我之所予。”郑建锋说。

  通过立体成像的深度相机,逐日采集生菜的生长和生理数据,除了能更精确地测量个头变化,还能通过每天吸收的二氧化碳量,测算它的光合速度。

  “‘与植物对话’本质上是一套智能环控系统,通过采集分析植物的生长和生理信息,我们就了解了植物;再通过模型比对和预测,就知道了它的长势快慢、生理需求,从而判断下一步要给它什么样的环境条件,看营养液该怎么配比、光配方该怎么调整、该多给点水还是少升点温,辅助种植决策。”队员杨浩说。

  在南极也能种菜

  由上海市农业科学院园艺所及信息所的青年专家何立中、王虹、钱婷婷等6人组成的另一支参赛队伍,有一个亮眼标签——曾指导我国科考队员在南极种植蔬菜。

  南极极端恶劣的环境,以及极昼极夜过渡的特殊情况,让“吃上新鲜蔬菜”长期以来成为科考队员们遥不可及的梦。而这个梦,几年前成真了。

  2014年、2015年,南极长城站、中山站相继建成温室。由于驻站人员多为科学家、医生等,鲜有种植经验,国家设施农业工程技术研究中心在上海崇明基地1:1建造了模拟温室,何立中等蔬菜学或园艺学博士在南极仿真条件下,教科考队员如何在极地种菜。

  “种什么菜、怎么能种得好,都要根据极地不断变化的情况,动态调整种植策略、种植方案。我们会选好种子,分门别类配好肥料,让科考队员带着出发。”何立中说。

  在南极温室,驻站人员遇到种植难题,也会将蔬菜图像及生长数据传回崇明温室内,由何立中等人诊断分析,提供“保姆式”指导。

  得益于这种不受外界影响、环境因子可控的植物工厂种植模式,身处“生命禁区”的科研工作者,也吃上了番茄、黄瓜、茄子、青菜,成功收获过西瓜、草莓,还“点过菜”,请专家们指导种植营养丰富、采收周期短的西蓝花芽苗菜。

  集装箱也好,南极温室也好,都属于立体植物工厂,像超市货架般一层层、“肩并肩”地种植植物。把农业“竖”起来,可以增加单位面积的种植收益,也折射出植物工厂的“天生追求”——降本增效。

  植物工厂的成本,主要在能耗、人工和设备折旧三方面,其中,为植物生长提供光照、温度的电能成本占大头,这也就成了降成本的重点。

  “比如一个叶片,它截获了多少微摩尔的光,光又让它产生多少毫克的糖,糖再转化成多少毫克的淀粉,这中间的转化过程就是它的机理,我们通过数学方式把机理过程描述出来,就形成了植物生理模型。”钱婷婷说,“能不能投入更少的光产出更多的生物量,提高光能利用效率,把耗电量压减下来,是团队技术水平的重要体现。”

  相对于大田种植,目前植物工厂的种植成本还是较高,所以更适合种植生长发育较快、附加值高的植物,比如高品质水果、药用植物。

  “由于植物工厂的环境封闭,外界病虫害进不来,所以没必要打农药;并且,由于生产过程可控,可以人工调节营养成分,生产适合老年人、孕产妇、婴幼儿、肾病患者等有特殊需求人群的蔬菜。”王虹认为,安全、高品质是植物工厂种植模式的优势所在。

  新农人的变与不变

  “这些用AI种菜的青年专家、‘90后’博士是典型的‘智慧新农人’。他们理念先进、创新意识强、有知识有梦想,能起到很好的引领作用,助推我国农业现代化插上科技的翅膀。”全国政协委员、中国工程院院士、湖南省农业科学院院长单杨说。

  科研院所、实验田间,一批批专家学者、博士硕士正研究如何种菜,而当他们取得研究成果、探出一条新路交给农民时,农业生产的门槛就会越来越低,前景越来越广。

  “智能环控是一种通用技术,随着大数据、云计算、深度学习等技术以及传感器等设备性能的进步,AI种菜会越来越靠谱,能自己制定和调整种植策略,使用起来更加便捷。”郑建锋说,现在已经出现了微型人工气候箱,能满足都市人“阳台种菜”的需求。

  不再“靠天吃饭”,那么祖祖辈辈口传心授的“四时歌”、经验之谈,就不再有价值了吗?

  几位新农人异口同声地否认。

  “我们的模型就是基于数据、基于经验构建的,很多老农凭经验就能把地种得很好,我们研究的就是这种经验背后的机理,经验也是AI学习的养料。”钱婷婷解释。

  现阶段,AI可以成为农业生产强有力的辅助,但远不足以替代人。“一个懂算法、懂互联网技术的人,再加上一个有经验的农民,制作出来的设备或模型应该会很有优势。”郑建锋说。

  如果给未来的农民画像,应该是什么样?

  “未来,农民应该会成为一种时尚的职业,可以不下田,只需要在手机上操作,用数字化方式遥控多种智能装备从事农业生产。农民本人也并不一定要有农业专业背景,因为智慧农业的应用里面应当包含专家系统,遇到问题,相应的专家团队能够快速在线解决。”上海市农业科学院副院长赵志辉说,“虽然农民本人就是在线操作、按按钮,但他并不是流水线上的工人,而更像是工厂车间的生产经理,每个环节都可以找到最专业最合适的人来做,他扮演生产管理者的角色。”

  (记者王若辰 参与记者:刘芳洲)

[ 责编:王蕾 ]
阅读剩余全文()

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 日/周
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 中朝新鸭绿江大桥开通仪式举行

  • 一箭十星 朱雀二号改进型遥四运载火箭发射成功

独家策划

推荐阅读
“戈壁荒滩老风口,飞沙走石雁不留。托里县老风口蝶变的三部曲,为生态脆弱地区推动高质量发展、树立和践行正确政绩观,提供了深刻启示。树立和践行正确政绩观,就要算大账、算长远账、算整体账,既做显功、也做潜功,把生态优势转化为发展优势、民生福祉。
2026-10-15 09:51
常压下,水到0℃会结冰,这就是人们熟悉的相变,0℃即是相变的临界点。两篇论文的共同通讯作者、宁波东方理工大学助理教授余雪佳,把这个难题比作“在沸水中完好保存一件冰雕”。
2026-10-15 09:49
长久以来,古生物学界与教科书普遍认为琥珀皆源自种子植物(裸子或被子植物),最古老的确切记录定格在美国约3.2亿年前的石炭纪晚期。
2026-10-15 09:48
在芯片制造、航空发动机等高端硬核制造领域,技术迭代具有长周期、累积性、阶梯式特征,遵循循序渐进、层层突破的线性攻关规律。新征程上,持续深耕创新生态建设、迭代升级现代化创新体系,必能培育形成扎根中国、联通世界、内生增长、开放共生的创新新格局。
2026-10-15 09:46
受困于“小散弱”的格局,长期以来,我国科技期刊在国际学术传播体系中缺少属于自己的“拳头产品”与平台话语权——“在精品化发展方面,经过70余年积淀,我国已形成以《中国科学》《科学通报》《国家科学评论》等刊群为代表的高水平期刊方阵。
2026-10-15 09:45
AI时代,科研的“源头活水”是什么?不是算力,不是数据,而是人对未知世界的好奇与追问。
2026-10-14 11:28
截至8月末,三家基础电信企业的固定互联网宽带接入用户总数7.04亿户,比上年末净增1365万户;三家基础电信企业及中国广电的移动电话用户总数18.49亿户,其中5G移动电话用户13.11亿户。
2026-10-14 09:34
自然资源部会同国家发展改革委12日发布《矿产资源目录》。自然资源部矿产资源保护监督司负责人表示,矿产资源目录是矿产资源管理制度的重要基础,是制定矿产资源规划、实施矿业权管理、规范矿产资源勘查开采行为、征缴矿产资源税费、制定产业政策等工作的依据。
2026-10-14 09:40
与共康村相邻的巴达村,是第一批参与试种的村,也是西藏首个高海拔水稻实测亩产破千斤的村子,村民把“海拔3175米种水稻”写进村史。一粒水稻种子,不只改写了亩产数字,更改变了“西藏水稻只能在察隅、墨脱海拔1500米以下种植”的历史,为高原水稻纳入地方主粮增添可能。
2026-10-14 09:41
如今,AI正改变许多行业的底层逻辑,固守单一思维模式将面临严峻挑战,文理兼备、跨界融合才是稀缺能力——既有理科生的技术思维和逻辑能力,又有文科生的人文洞察和情感素养。未来更有竞争力的,可能不是最典型的文科生或理科生,而是既有专业深度,又能跨学科解决问题的人。
2026-10-14 09:48
不久前,在海南三亚崖州湾科技城,一场名为“青年π”的海洋主题对话临海开讲。高频下潜试出的不只有装备可靠性,也不断刷新人们对深海的认识。同一园区,由哈尔滨工程大学南海研究院孵化的海南水之声海洋科技有限公司,正给海洋装备搭水下“Wi-Fi”。
2026-10-14 09:49
目前各地正在开展流感疫苗接种。今年开始,国家对农村地区“一老一小”重点人群实施免费接种等相关支持性政策。为什么要接种流感疫苗?去年接种过,今年是否还需要接种?到哪里接种?
2026-10-13 10:03
我国城市盲道总里程以万公里计,公共场所无障碍设施持续铺开。数字世界的“盲道”畅通起来。精神文化的“视界”也在扩大。中国传媒大学师生发起的“光明影院”项目,近十年间每年制作上百部无障碍电影,把电影送到视障朋友耳边,今年还走进联合国教科文组织总部举办专场放映。
2026-10-13 10:01
记者近期从中国互联网络信息中心获悉:截至今年上半年,我国生成式人工智能用户规模超7亿人,普及率超50%。
2026-10-13 09:58
高校辅导员队伍建设要把握高校思政工作的“变”与“不变”,着眼于增强辅导员对人工智能的趋势感知力、技术理解力、实践创新力和伦理判断力,将政策理念、形势挑战、技术发展、实践案例相结合,精心设计课程,切实增强人工智能赋能质效,全时空陪伴“数字一代”。
2026-10-13 09:57
今年10月12日,是我国首批国家公园设立五周年。五年来,各国家公园统筹推进山水林田湖草沙一体化保护和系统治理,实施栖息地修复、生态廊道连通、人为活动管控等系列举措,区域生态本底持续巩固。
2026-10-13 09:51
巴山蜀水,苍茫山林间,大熊猫安然栖息,川金丝猴、珙桐等同域珍稀动植物共生于此。多年前,栖息地面积缩减一度令大熊猫濒临灭绝;圈养大熊猫也长期面临繁殖难、育幼难等难题,维系大熊猫种群数量极为不易。
2026-10-12 10:09
近年来,河北省唐山市丰南区积极调整农业结构,引导农户发展特色农业,通过“南果北移”“南苗北育”模式,引进优良甘蔗品种种植,促进农业增效农民增收。图为10月11日,唐山市丰南区黄各庄镇宣庄六街的农民在田间收获甘蔗。
2026-10-12 10:08
加拿大外长阿南德也表示,北极在关键矿产、能源、交通等方面拥有巨大潜力,但关键在于要让“当地人受益”。赵隆指出,特朗普2025年重返白宫后美国再度退出《巴黎协定》,加深了其与盟友在气候政策上的分歧。
2026-10-12 10:07
6时30分起,各类等待审核、签发的预报预警材料堆满了陈涛的案头;一个半小时后,全国天气会商准时开始,陈涛快步走上首席预报发言岗位——多方预报意见不断交汇,最终产生预报结论。
2026-10-12 10:07
加载更多