2018年，中國(guó)糧食產(chǎn)量超6.5億噸，蟬聯(lián)世界第一。同年，美國(guó)糧食產(chǎn)量超過(guò)5億噸，位居世界第二。從數(shù)據(jù)上看，我國(guó)人民手中的“飯碗”端得很穩(wěn)。

但是事實(shí)真的如此樂(lè)觀嗎？

截至2018年年末，中國(guó)直接從事農(nóng)業(yè)的人口在2到3億之間，人均負(fù)責(zé)的耕地面積不到10畝。而美國(guó)從事農(nóng)業(yè)的人口不足600萬(wàn)，卻管理著超過(guò)20億畝的耕地，平均每個(gè)人管理超過(guò)300畝的耕地！

美國(guó)農(nóng)業(yè)為何如此發(fā)達(dá)？

在2001年的電影《珍珠港》中，導(dǎo)演邁克爾·貝為觀眾展現(xiàn)了20世紀(jì)30年代美國(guó)的田園風(fēng)貌——在那個(gè)年代，美國(guó)農(nóng)民是開(kāi)著飛機(jī)播撒農(nóng)藥的。

機(jī)械化，是美國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)率如此之高的根本原因。美國(guó)是最先使用拖拉機(jī)、聯(lián)合收割機(jī)、播種機(jī)的國(guó)家之一。

在上世紀(jì)四十年代，美國(guó)就已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了糧食生產(chǎn)的全機(jī)械化。除美國(guó)外，荷蘭、德國(guó)和法國(guó)都在全球農(nóng)業(yè)出口中名列前茅。這些歐洲國(guó)家的耕地面積并不大，卻依靠極高的農(nóng)業(yè)效率成為了農(nóng)業(yè)大國(guó)。

工業(yè)化并不會(huì)影響農(nóng)業(yè)的發(fā)展，反而會(huì)給農(nóng)業(yè)提供巨大的助力?？萍歼M(jìn)步，是農(nóng)業(yè)增長(zhǎng)的最強(qiáng)動(dòng)力。相比之下，中國(guó)農(nóng)業(yè)整體發(fā)展水平較低，在生產(chǎn)效率等方面還遠(yuǎn)不如發(fā)達(dá)國(guó)家。

雖然我國(guó)農(nóng)業(yè)整體發(fā)展水平不足，但并不意味著我國(guó)不能“后發(fā)先至”，在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域探索最前沿的技術(shù)。

近幾年，以半導(dǎo)體技術(shù)見(jiàn)長(zhǎng)的京東方公司，玩起了“跨界”，在北京大興區(qū)建立了一家四千多平米的“植物工廠”。這家植物工廠之所以叫“工廠”而不是“農(nóng)場(chǎng)”，是因?yàn)槔锩嫠械霓r(nóng)作物都是工業(yè)化生產(chǎn)出來(lái)的。

京東方利用 LED 照明和無(wú)土栽培技術(shù)，希望能以工業(yè)化的方式生產(chǎn)農(nóng)產(chǎn)品。植物工廠里的蔬菜被種植在營(yíng)養(yǎng)液或生長(zhǎng)基床上，完全脫離了土壤。

在耕地中的蔬菜，太陽(yáng)落山后就無(wú)法繼續(xù)進(jìn)行光合作用，而植物工廠里的 LED 燈彌補(bǔ)了這個(gè)空白，保證每顆蔬菜每天都能達(dá)到14個(gè)小時(shí)的最佳照射時(shí)間。

在這樣的照射下，原本在大棚里需要70-80天才能長(zhǎng)成的生菜，在植物工廠里只需要30-40天就可以長(zhǎng)成，而且完全不受季節(jié)影響。

除了光照優(yōu)于自然條件外，植物工廠里的蔬菜在各方面都受到了最精細(xì)的“照料”。無(wú)論是溫度、濕度還是蟲(chóng)害、肥料，所有的因素都會(huì)保持最優(yōu)狀態(tài)。溫度濕度會(huì)自然調(diào)節(jié)，發(fā)現(xiàn)蟲(chóng)害會(huì)第一時(shí)間殺滅，水肥密度始終保持適宜等等。

相比于傳統(tǒng)耕地種植，植物工廠中的作物用水量只是耕地中同種作物的十分之一，畝產(chǎn)卻是耕地種植的五倍。目前，植物工廠每月可以生產(chǎn)超過(guò)八萬(wàn)棵蔬菜，這些蔬菜無(wú)蟲(chóng)害、無(wú)農(nóng)藥殘留、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，被多家餐廳所青睞。

李開(kāi)，是京東方植物工廠的農(nóng)業(yè)專家。工廠中作物的生長(zhǎng)狀況，如何最佳化地施用水肥和農(nóng)藥，都是來(lái)自于他的判斷。

在過(guò)去，李開(kāi)最主要的工作之一是每天兩次的巡廠。四千多平米的廠區(qū)，數(shù)萬(wàn)棵蔬菜，都需要他一步步地走，一棵棵地看。這讓他每天的微信步數(shù)都保持在三萬(wàn)步以上。

“我每天的微信步數(shù)基本都是排在第一名的，能一邊工作一邊鍛煉身體也挺好的。”李開(kāi)半開(kāi)玩笑地說(shuō)道，“這些工作雖然瑣碎，但卻非常有必要。每棵菜都像一個(gè)生命，照顧它們就像照顧小孩子一樣，它們的需求很多，水、溫度等都是有要求的，一不留神就活不了了。所以農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)管理想要精細(xì)化，需要付出很大的精力。”

如果只有通過(guò)更多的人力才能實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的精細(xì)化的話，那就意味著植物工廠的模式無(wú)法普及。農(nóng)業(yè)專家的數(shù)量有限，如何將農(nóng)業(yè)專家的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)快速地規(guī)模化復(fù)制，成為整個(gè)行業(yè)迫切的需求。

為了解決這個(gè)問(wèn)題，京東方找到了百度大腦。

“在 AI 領(lǐng)域，我們非常認(rèn)可百度的實(shí)力，所以，相信我們的合作也能給植物工廠帶來(lái)不一樣的改變?！睋?jù)植物工廠的總經(jīng)理秦清介紹，京東方植物工廠與百度大腦接觸后，很快達(dá)成了合作意向，并在雙方共同努力下，完成了技術(shù)落地，如今1.0版已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了針對(duì)某類水培蔬菜的智能種植。

比如，在京東方植物工廠育苗室，可以對(duì)蔬菜的長(zhǎng)勢(shì)進(jìn)行分析，比如蔬菜的枯萎識(shí)別、重量估計(jì)、蟲(chóng)害識(shí)別等，都可運(yùn)用百度的多模數(shù)據(jù)，對(duì)蔬菜進(jìn)行逐棵識(shí)別。

而水培方案通過(guò)精調(diào)，還可實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境的控制，比如對(duì)溫濕度、光照、水肥濃度等進(jìn)行控制。

在面對(duì)難以根治的蟲(chóng)害問(wèn)題時(shí)，雙方打造的蟲(chóng)害預(yù)警引擎，通過(guò)蟲(chóng)害樣本的數(shù)據(jù)采樣和識(shí)別訓(xùn)練，建立預(yù)警模型，可以第一時(shí)間降低蟲(chóng)害造成的損失。

就重量估計(jì)而言，百度大腦結(jié)合京東方植物工廠的智能排產(chǎn)、供應(yīng)分析引擎等功能，通過(guò)對(duì)植物生長(zhǎng)期的拍照，由機(jī)器進(jìn)行數(shù)據(jù)收集和樣本學(xué)習(xí)，來(lái)判斷出準(zhǔn)確的克重及數(shù)量。

李開(kāi)興奮地給出了解釋：“以前我們憑經(jīng)驗(yàn)感知克重，偶爾會(huì)出現(xiàn)偏差，不能給客戶帶來(lái)完美的消費(fèi)體驗(yàn)，現(xiàn)在有了機(jī)器攝像頭識(shí)別以后，可以準(zhǔn)確地將數(shù)據(jù)上傳到我們的管理系統(tǒng)上，然后告訴你哪里多少克了，到120克了，或者是100克了，這樣管理起來(lái)就更精準(zhǔn)。”

支撐這些功能實(shí)現(xiàn)的，是百度大腦強(qiáng)大的深度學(xué)習(xí)、圖像識(shí)別等技術(shù)。由于機(jī)器自動(dòng)識(shí)別的標(biāo)準(zhǔn)化與準(zhǔn)確率優(yōu)于人工，這也提升了蔬菜的品質(zhì)和產(chǎn)量。

據(jù)了解，植物工廠引入 AI 技術(shù)后，初步估計(jì)產(chǎn)量提升了10%-15%；同時(shí)像種子、基質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)液這類的生產(chǎn)資料的使用，也降低了10%-15%的用量。

由于對(duì)專業(yè)人才依賴的降低也解放了農(nóng)業(yè)專家，其工作效率提高了3倍，預(yù)計(jì)一個(gè)專家從原來(lái)只能照看20畝地到目前能看60畝，甚至更多。

當(dāng)然，植物工廠的智能化的腳步遠(yuǎn)未停止。

京東方植物工廠和百度大腦的合作仍在持續(xù)探索中，部分環(huán)節(jié)已經(jīng)有了比較明確的發(fā)展方向，比如將依靠深度學(xué)習(xí)和克重識(shí)別模式結(jié)合全面的生長(zhǎng)因子數(shù)據(jù)，對(duì)蔬菜生長(zhǎng)進(jìn)行狀態(tài)預(yù)測(cè)，以實(shí)現(xiàn)科學(xué)種植、提升品質(zhì)。有了 AI 的幫助，普通的農(nóng)民也可以像李開(kāi)一樣，成為“真正”的農(nóng)業(yè)專家！

目前，京東方植物工廠也在致力于將這項(xiàng)農(nóng)業(yè)智能化整體解決方案向外輸出，而百度大腦的 AI 技術(shù)賦能無(wú)疑是至關(guān)重要的一環(huán)。

在 AI 技術(shù)的“加持”下，農(nóng)業(yè)專家們的工作場(chǎng)景從田間地頭變成了辦公室，依靠著電腦就能控制龐大的農(nóng)業(yè)基地；讓原本“靠天吃飯”的農(nóng)業(yè)變得標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)字化；讓土地資源稀缺的地區(qū)也有了發(fā)展農(nóng)業(yè)的可能；全國(guó)人民還可以從此吃上安全放心的蔬菜。

隨著 AI 的不斷進(jìn)步，未來(lái)我國(guó)的農(nóng)業(yè)將不僅僅是機(jī)械化的，而會(huì)是數(shù)字化、智能化的，那一天離我們并不遙遠(yuǎn)。

來(lái)源：智慧農(nóng)夫

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