赛博种植？不靠天地的“植物工厂”如何种好一颗菜_全球速读
中国几千年农耕文明延续至今，植物往往都是依赖阳光、土壤生产出来的。离开阳光和土壤，有没有一种方式能够稳定、持续地种植植物呢？实际上，在“植物工厂”中，无需土壤，不受自然环境的影响，通过模拟光照、温度等因素，植物就可以顺利地生根、发芽、结果。
植物工厂是一种新兴的农业生产方式，它利用先进的技术手段，将植物种植在室内环境中，以实现高效、高产、高质的农业生产。随着人们对健康、安全、环保等问题的关注度不断提高，“植物工厂”的市场与机会也越来越受到关注。
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近日，拼多多与光明母港（上海）种业科技有限公司共同举办的光明多多垂直农业挑战赛暨第三届“多多农研科技大赛”揭晓比赛结果。本次大赛的赛题是如何在集装箱内种植一种因嚼起来声音清脆而得名的“水果生菜”品种Crunchy（翠恬）。评比维度包括产量、品质、算法策略、能耗成本及商业价值五方面。
此前，由几十位不同领域、不同学科背景的年轻专家组成的四支战队从全球15支初赛队伍中脱颖而出，闯入决赛。在过去的90天中，这四支来自不同研究领域的战队，利用自己所学的专业，在全封闭的集装箱中挑战全新生菜品种“翠恬”的种植。
经专家评委审定，上海农科院队最终摘得冠军，并夺得“最高产量奖”。来自中国农业大学的CyberFamer队荣获大赛第二名与“最佳节能奖”。上海交通大学“生生不息”队与LettUs Grow队并列第三。
▲本次大赛的四个集装箱式植物工厂。顾辰 摄
没有日照和土壤
在这场赛博种植大比武中
他们使用了这些技术
用人工光源代替阳光，用营养液代替土壤，那如何确定植物的生长需求呢？在这次为期90天的种植比赛中，上海农科院团队开发了一个智慧种植决策管理系统，基于大数据云平台的数据库构建，融合了植株的生长模型、光截获模型、蒸腾模型等算法，实时收集各类传感器回传的数据，尤其是利用深度相机多源采集图像数据进行植株长势监测，读懂植物的需求，做出种植策略判断。
上海农科院团队的成员在设施栽培、智慧农业方面拥有丰富的理论及实践经验，具有深厚的农学背景。他们曾利用远程监控探头和传感器采集的数据，帮距离他们1.6万公里的南极科考站解决“生菜叶子有点蔫”的问题。
上海农科院团队的队员表示，“我们未来的发展方向是要计算机代替人工。在农学这个领域，专家的经验占了大多数。我们使用计算机语言对专家经验进行描述、对农学知识进行描述、对种植的过程进行描述，最终希望可以发展到用计算机代替人工去了解植物的需求、代替专家的眼睛。”他们希望将在这次比赛中研发的决策系统直接运用到未来的“植物工厂”当中，充分利用专家的经验，让更多的人通过技术手段读懂植物的需求。
▲集装箱里成长中的翠恬生菜。陈达通 摄
研而优则“市”，大赛还邀请消费者体验试吃，他们的感官测评和反馈也将作为评比“AI菜王”的参考指标之一。
CyberFarmer队的队长郑建锋表示，在本次的比赛的过程中CyberFamer队将商品性作为一个重要的考量标准，在种植的过程中还兼顾了生菜的品质。在调控生长速率的时候，有意降低生产速率以提升品质。
▲6月6日，15位大众评审对决赛团队种植的“翠恬”生菜进行试吃并打分。陈达通 摄
CyberFarmer团队采用智能环控技术与植物对话，从而按需调控集装箱植物工厂的环境条件。他们的环控目标是在有效抑制烧心现象发生的情况下将生长速率和光量子产率维持在较高的水平，不以生物量最大化为目标，通过适度控制生长速率获得最大的经济产量。
最终，CyberFamer队的生菜完美地展现了翠恬生菜这一品种的特性并在大众评审环节中获得了第一。
农学家对阵工科博士
以前沿技术解决农业生产的现实难题
在大赛评委、中国农业大学贺冬仙教授看来，四支队伍各有千秋。“决赛最大的看点是上海农科院队、LettUs Grow队代表的农学团队与上海交大‘生生不息’队、CyberFarmer队代表的工学团队的较量。”
▲决赛评审环节，评审对参赛队伍提问。图为中国农业大学教授贺冬仙。
农学家对战工科博士，究竟谁能在“植物工厂”的对战中更胜一筹？农业学者习惯从作物栽培的需求与规律入手，将传统种植经验与人工智能结合，获取更佳的种植结果；工科专家则将生菜种植作为应用场景，以前沿技术解决农业生产的现实难题。
上海交大“生生不息”队这群参赛前没种过菜的工科专家利用专业特长构建了辅助智慧栽培的信息化平台。在种植的过程中，他们不断迭代平台，使得生菜快速增产，第三茬的生物量较第二茬增长86%，较第一茬增长135%。这让不少评审专家感慨，“如果多种几茬，冠军可能就是工学家了。”
他们在比赛的过程中还使用了综合环控算法，以节能为导向，经过三轮的种植后节能率明显提升。建立数据平台，将环境参数和植物生长的参数直观地呈现给植物栽培专家，从而获取专家的建议。
“生生不息”队队员表示，在种植的过程中他们试着将数据采集处理并进行分析、推理，最终利用生成式AI做一个拓展，后期运用AI让种植专家为更多的人服务。“这一平台将帮助人们在对新品种了解有限、数据有限及专家经验有限的情况下实现作物的产量提升。”
“这次比赛让我们看到不同团队的优势。上海交大‘生生不息’队就从工科角度提供了与农学思维完全不同的思路。比赛促成了思想的碰撞。未来，我们会加强交流合作，更好地推动工学与农学的交叉与融合。”上海市农业科学院园艺所所长朱为民表示。
科技为农业赋能，
农研成果转化成效初显
科技感满满的“植物工厂”最终如何助力农户增收与乡村振兴？实际上，首届“多多农研科技大赛”的获奖团队“智多莓”就已经在比赛过程中看到“技术产品化”的场景和广阔的市场前景，由此决定成立智多莓公司，将科研成果应用于广袤的田间地头，帮助中小种植者提升效益。
在乡村振兴重点帮扶地云南省怒江州老窝村，智多莓团队通过在当地搭建数字化草莓生产体系，使得老窝村草莓产业常用工成本下降30%以上，而草莓产量增加30%。种植草莓成本的下降和产量的上升，有效助力了当地的农民增收与产业发展。
LettUs Grow团队是本次比赛四支晋级团队中唯一一支“企业队”，兼具扎实的理论实践基础和活跃的创新能力。在这次比赛中，他们结合视觉模型和植物模型等，预测植物生长。基于预测值，种植者可以提前安排采收工人、联系收购商，指导上市时间及产量。也可倒推需求，指导茬口安排和种植计划。对于提升植物工厂生菜产量、品质具有重大意义。
▲本次大赛的四个集装箱式植物工厂将成为拼多多与光明母港共建的农研基地。顾辰 摄
本届比赛结束后，作为主办方之一，拼多多鼓励获奖团队进一步完善农研成果，把技术方案应用到广袤的田间地头，让青年科学家的聪明才智与时代的需求结合起来，助力农户增收与乡村振兴。
原标题：《赛博种植？不靠天地的“植物工厂”如何种好一颗菜》
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