北京時(shí)間1月18日0點(diǎn)，杭州四維生態(tài)種植預(yù)研部門的負(fù)責(zé)人劉威在荷蘭發(fā)了一條朋友圈：“恭喜團(tuán)隊(duì)獲得第四屆國(guó)際無人溫室挑戰(zhàn)賽第一階段在線挑戰(zhàn)賽和第二階段實(shí)際種植賽的‘雙料冠軍’，我們是世界冠軍！”

國(guó)際無人溫室挑戰(zhàn)賽，由農(nóng)業(yè)學(xué)科排名世界第一的荷蘭瓦格寧根大學(xué)主辦，冠軍隊(duì)伍被稱為全球無人自主管理溫室種植的“最強(qiáng)大腦”。

這條時(shí)隔半年才更新的朋友圈，劉威送給了他所在的隊(duì)伍：浙江大學(xué)生物系統(tǒng)工程與食品科學(xué)學(xué)院“IDEAS”團(tuán)隊(duì)。

劉威（右二）和“IDEAS”團(tuán)隊(duì)指導(dǎo)老師林濤捧起了冠軍獎(jiǎng)杯。受訪者供圖

挑戰(zhàn)5小時(shí)識(shí)別100只害蟲

回國(guó)后的劉威第一時(shí)間和我們分享了這次經(jīng)歷。

第四屆國(guó)際無人自主管理溫室種植挑戰(zhàn)賽，旨在集結(jié)全球農(nóng)業(yè)AI領(lǐng)域的佼佼者。大賽集結(jié)24個(gè)國(guó)家的23支隊(duì)伍，涵蓋了全球230余位來自農(nóng)業(yè)工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)、控制科學(xué)與工程和園藝學(xué)等領(lǐng)域的專業(yè)人士，包括哈佛、MIT、蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院等高校，以及業(yè)界領(lǐng)先的瑞克斯旺、Ridder集團(tuán)等在內(nèi)。

比賽分為兩個(gè)階段。第一階段在線挑戰(zhàn)賽，要求參賽團(tuán)隊(duì)按任務(wù)要求提交數(shù)據(jù)模型，在線模擬種植。

其中一項(xiàng)任務(wù)是用機(jī)器視覺代替人眼，挑戰(zhàn)隊(duì)伍需要通過分析不同品種、不同生長(zhǎng)階段的番茄俯視圖，建立一個(gè)模型同時(shí)提取番茄的株高、鮮重、葉面積、紅果數(shù)等參數(shù)。

“IDEAS”團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地提出了“遮擋指數(shù)”概念，通過綜合評(píng)估冠層結(jié)構(gòu)和果實(shí)成熟度，讓未成熟以及被遮擋的果實(shí)也能被精準(zhǔn)識(shí)別。

另一項(xiàng)任務(wù)涉及到病蟲害防治，需要?jiǎng)⑼麄冊(cè)谝粡垉H12×10cm尺寸的黃色黏蟲板上，五小時(shí)內(nèi)，基于機(jī)器視覺算法，精準(zhǔn)識(shí)別肉眼難以識(shí)別的100余只蟲子。

第一階段挑戰(zhàn)賽，每個(gè)隊(duì)的成績(jī)會(huì)及時(shí)更新在“挑戰(zhàn)榜”上。在這張榜單上，“IDEAS”團(tuán)隊(duì)始終位居前列，最終以綜合排名位列第一的成績(jī)奪得冠軍，順利進(jìn)入第二階段比賽。

種番茄利潤(rùn)水平是第二名兩倍

第二階段實(shí)際種植賽，共有5個(gè)團(tuán)隊(duì)參加。今年主辦方給了每個(gè)團(tuán)隊(duì)同樣的溫室和設(shè)備，3個(gè)月時(shí)間，大家一起遠(yuǎn)程種植矮生番茄。

比賽結(jié)果，看的是凈利潤(rùn)，涉及作物的產(chǎn)量、品質(zhì)、能源消耗等各個(gè)指數(shù)。參賽隊(duì)伍要做的，就是借助算法，以最小資源和人力投入，輕松實(shí)現(xiàn)大規(guī)模高質(zhì)量的農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)。

在這個(gè)環(huán)節(jié)，劉威他們從一開始就采用高密度種植的策略，將每盆番茄的電費(fèi)等資源消耗成本降低。通過精準(zhǔn)控制溫度、光照、二氧化碳、供水等變量，從一開始就遙遙領(lǐng)先。

最終，他們的利潤(rùn)水平是第二名的兩倍、第三名的2.6倍。

“第一階段挑戰(zhàn)賽上，我們拿了冠軍，進(jìn)入決賽的各隊(duì)伍之間差距不大。第二階段，我們以利潤(rùn)是第二名兩倍的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)獲得冠軍，這讓參賽的各個(gè)團(tuán)隊(duì)心服口服。”劉威說。

不同于其他參賽隊(duì)伍的“校企聯(lián)動(dòng)”模式，“IDEAS”團(tuán)隊(duì)實(shí)打?qū)嵤钦愦蟆巴辽灵L(zhǎng)”的隊(duì)伍。團(tuán)隊(duì)成員都來自浙江大學(xué)生物系統(tǒng)工程與食品科學(xué)學(xué)院數(shù)智農(nóng)業(yè)系統(tǒng)分析實(shí)驗(yàn)室。

IDEAS是Intelligence Driven and Enabled Agricultural Systems的縮寫，翻譯過來是“智能驅(qū)動(dòng)和賦能的農(nóng)業(yè)系統(tǒng)”。

團(tuán)隊(duì)指導(dǎo)教師林濤研究員專注研究農(nóng)業(yè)人工智能，而成員夏福霖、劉威、傅榮美、馬洵軼、鄔炎栩充分發(fā)揮各自在農(nóng)業(yè)工程、計(jì)算機(jī)視覺、人工智能、園藝學(xué)等學(xué)科的交叉優(yōu)勢(shì)，團(tuán)結(jié)協(xié)作、解決問題。

博士后在植物工廠里種草莓

劉威是南京農(nóng)業(yè)大學(xué)的博士、浙江大學(xué)的博士后，目前在杭州濱江區(qū)的四維生態(tài)研究智慧農(nóng)業(yè)，是種植預(yù)研部門的負(fù)責(zé)人和首席營(yíng)養(yǎng)液專家。他的微信頭像，是一串草莓，他的主要研究對(duì)象，也是草莓。

之前，劉威帶我們爬上濱江長(zhǎng)河的一幢辦公用房的頂樓。打開門，科技感撲面而來。一排排草莓仿佛住進(jìn)了小高層，分5層垂直排列，在營(yíng)養(yǎng)液里茁壯生長(zhǎng)。它們的光，來自植物L(fēng)ED燈。

劉威介紹，這是室內(nèi)垂直種植技術(shù)，可以種植不同的品種，比如眼前的草莓工廠，就有好幾個(gè)草莓品種。不同作物也能放在一起，在其他植物工廠，辣椒的鄰居可以是番茄，也可以是金線蓮、人參甚至鐵皮石斛。

圖片來源：四維生態(tài)公眾號(hào)

植物工廠是100%的數(shù)字化農(nóng)業(yè)，里面的光譜、光強(qiáng)、光照時(shí)間、溫度、濕度、二氧化碳濃度、營(yíng)養(yǎng)液成分都由計(jì)算機(jī)精準(zhǔn)控制，最大的特點(diǎn)是沒有土壤，用的是營(yíng)養(yǎng)液。

進(jìn)了植物工廠，從此作物與春夏秋冬無關(guān)，甚至日夜顛倒。比如，草莓是冬季水果，一年一季，卻在植物工廠里一年四季一茬接一茬地成熟。

從本科到研究生、博士、博士后，劉威一路都在從事農(nóng)業(yè)，研究生期間也曾下過田、插過秧。那個(gè)時(shí)候，面對(duì)土地，面對(duì)多變的氣候，他在心里種下了發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)的種子。研究生階段，他專攻植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)，畢業(yè)后開始接觸植物工廠。

2018年，劉威在四維生態(tài)的植物工廠里種生菜，一開始效果并不好，有的葉子燒心，有的味道發(fā)苦，通過篩選品種和調(diào)配營(yíng)養(yǎng)液，他花半年時(shí)間建立了一套生菜的種植方法。從此，植物工廠一年可以收獲26茬生菜，而種在田里，只有4茬。

從生菜到果菜、香料、花卉，植物工廠里的作物越來越豐富，目前已經(jīng)超過100個(gè)。

作為一名農(nóng)業(yè)專家，劉威的目標(biāo)是將智慧農(nóng)業(yè)推向一線。“老一輩退了，年輕人都不想去種地，未來的農(nóng)業(yè)，勢(shì)必要靠科技來推動(dòng)。植物工廠要如何降本增效，賦能傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)，讓農(nóng)民也能用得起，這是我們要做的。”

一顆草莓賣到30元

四維生態(tài)的創(chuàng)始人是華桂潮，1985屆浙江大學(xué)電機(jī)系校友。他更為人熟知的身份是英飛特（杭州）公司董事長(zhǎng)。

2018年，他敏銳地看到智慧農(nóng)業(yè)的前景，創(chuàng)辦四維生態(tài)科技有限公司。他預(yù)測(cè)，10年以后，植物工廠的成本會(huì)低于傳統(tǒng)的溫室大棚，全球相當(dāng)高比例的消費(fèi)者會(huì)頻繁食用植物工廠生產(chǎn)的蔬菜瓜果，就像現(xiàn)在大家食用溫室大棚的蔬菜瓜果一樣普及。

這兩年，四維生態(tài)用草莓打頭陣，走出國(guó)門，除了出口新加坡、馬來西亞、印度尼西亞等國(guó)家，最近還登陸了中東的Waitrose、Spinneys等各大頂級(jí)商超。

圖片來源：四維生態(tài)公眾號(hào)

在迪拜，他們一盒250克的AiBerry草莓售價(jià)為100-160迪拉姆，換算成人民幣是200-320元，平均每顆草莓賣30元。

圖片來源：四維生態(tài)公眾號(hào)

在國(guó)內(nèi)，目前，這款草莓可以在四維的官網(wǎng)上購(gòu)買，也可以在杭州、上海的杭州大廈、Olé精品店、盒馬黑標(biāo)店、citysuper等地方買到。接下來，四維生態(tài)還將在全國(guó)做植物工廠的體驗(yàn)店，同步提供銷售。

越來越多的產(chǎn)品正在“揚(yáng)帆出海”。華桂潮表示，國(guó)家高度重視糧食安全、農(nóng)業(yè)強(qiáng)國(guó)、科技強(qiáng)農(nóng)，各級(jí)政府大力扶植高效高質(zhì)量設(shè)施農(nóng)業(yè)，未來，我國(guó)植物工廠的性價(jià)比會(huì)比世界上任何其它國(guó)家更加有競(jìng)爭(zhēng)力。

文 | 韓晨柯

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