“目前狀態(tài)比較緊張，現(xiàn)階段各種設(shè)備都在調(diào)試當(dāng)中。”云南人閔錢希曦，正在和自己的隊(duì)伍奮戰(zhàn)在草莓種植的比賽中。她的另一重身份是荷蘭瓦赫寧根大學(xué)溫室園藝專業(yè)的博士生。她所在的隊(duì)伍AiCU，此前從17支AI種植隊(duì)伍中殺進(jìn)決賽。
日前，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)和拼多多聯(lián)合發(fā)起了國內(nèi)首次農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的人工智能和頂尖農(nóng)人的對(duì)戰(zhàn)，比賽項(xiàng)目是草莓種植。120天，遼寧東港、江蘇句容、安徽長(zhǎng)豐等地獲得過世界金獎(jiǎng)等獎(jiǎng)項(xiàng)的“頂尖農(nóng)人”，對(duì)陣來自荷蘭、江蘇、云南和中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院的4支人工智能隊(duì)。
“比賽的初衷是，希望通過聯(lián)合全世界的好手，把國際頂尖的數(shù)字農(nóng)業(yè)技術(shù)在國內(nèi)本地化落地并應(yīng)用。”7月29日，拼多多新農(nóng)業(yè)農(nóng)村研究院高級(jí)總監(jiān)公澤在接受21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者采訪時(shí)透露，這次比賽獲勝的各個(gè)隊(duì)伍，將獲得由拼多多農(nóng)業(yè)科技基金提供的資金支持，以及在“多多農(nóng)園”等項(xiàng)目和全國各個(gè)產(chǎn)區(qū)中，將大賽產(chǎn)出的一些先進(jìn)性應(yīng)用進(jìn)行落地。
據(jù)悉，決賽的結(jié)果將從種植策略、算法策略的優(yōu)勢(shì)、產(chǎn)量、品質(zhì)、效益投入產(chǎn)出比等幾個(gè)方面進(jìn)行評(píng)定。模式不同的競(jìng)賽雙方要用同一把標(biāo)尺來衡量，對(duì)于主辦方是一個(gè)必須嚴(yán)陣以待的課題。畢竟AI和人工種植的比賽不能僅僅以效益為準(zhǔn)繩，數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)成為現(xiàn)代社會(huì)必須甄別的一組命題。
公澤認(rèn)為，隨著5G、大數(shù)據(jù)以及碳智能、人機(jī)混合智能等新一代AI的發(fā)展，農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的信息化應(yīng)用會(huì)成為重要的方向。同時(shí)，目前國內(nèi)農(nóng)業(yè)產(chǎn)區(qū)面臨的問題，是農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力老齡化問題愈發(fā)突出、勞動(dòng)力在農(nóng)產(chǎn)品(8.400, -0.06, -0.71%)成本比重中日趨提高等一系列實(shí)際的難題。
新的AI技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用，將有效解決上述問題。比如通過植物生長(zhǎng)模型的精準(zhǔn)化管理、控肥控藥，通過機(jī)器人(15.560, -0.06, -0.38%)等無人化作業(yè)解決勞動(dòng)力稀缺問題等。這些最先進(jìn)的技術(shù)，目前國內(nèi)外的科研機(jī)構(gòu)和產(chǎn)地中已經(jīng)有實(shí)際性成果并應(yīng)用?？梢哉f，前端技術(shù)進(jìn)步的一小步，可能會(huì)解決小農(nóng)經(jīng)營主體的眾多難題，并帶來更加穩(wěn)定的農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈。
為此，拼多多將持續(xù)加大在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的布局，并推動(dòng)農(nóng)業(yè)數(shù)字化的步伐。
一次搖旗
人工智能有多盛行，時(shí)代需求就有多緊迫。艾瑞咨詢數(shù)據(jù)顯示，人工智能賦能實(shí)體經(jīng)濟(jì)的市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)在2021年將突破千億。此前，整個(gè)農(nóng)業(yè)還處在“馬爾薩斯末日”假設(shè)的恐慌中。
聯(lián)合國糧農(nóng)組織預(yù)測(cè)，到2050年，全球人口將超過90億，而人類生活水平的提高和膳食結(jié)構(gòu)的改善，糧食的需求量將增長(zhǎng)70%。與此同時(shí)，農(nóng)業(yè)發(fā)展還面臨著資源短缺和環(huán)境破壞等問題。如何最大化產(chǎn)能，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，人工智能是解決方案之一。
目前，包括拼多多、京東、阿里巴巴在內(nèi)的互聯(lián)網(wǎng)巨頭都將目光對(duì)準(zhǔn)了農(nóng)業(yè)。公澤解釋稱，雖然國內(nèi)各個(gè)地區(qū)存在明顯的地理環(huán)境、品種品類、成熟季節(jié)的差異，但平臺(tái)可以通過消費(fèi)端的變革，將6億多用戶零散、長(zhǎng)周期的需求，迅速匯聚為短周期的批量需求。
拼多多最新財(cái)報(bào)顯示，2020年第一季度，拼多多農(nóng)產(chǎn)品訂單數(shù)超過10億筆，同比增長(zhǎng)184%，2019年的農(nóng)（副）產(chǎn)品成交額達(dá)1364億元，同比增長(zhǎng)109%。對(duì)數(shù)據(jù)的敏感度，讓拼多多看到了人工智能和農(nóng)業(yè)結(jié)合的可能性。
此次比賽可以看作是拼多多深耕AI農(nóng)業(yè)的一次搖旗。“前端技術(shù)進(jìn)步的一小步，可能會(huì)解決小農(nóng)經(jīng)營主體的眾多難題，并帶來更加穩(wěn)定的農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈。”公澤認(rèn)為。
對(duì)人工種植組來說，這次的比賽更是對(duì)未來趨勢(shì)的探索。經(jīng)驗(yàn)是遼寧東港組的核心競(jìng)爭(zhēng)力。公開資料顯示，東港草莓的種植面積達(dá)到了近15萬畝，2019年，東港草莓產(chǎn)值達(dá)到46億元，相關(guān)從業(yè)人員達(dá)到10萬人，出戰(zhàn)比賽的東港人背負(fù)著“中國草莓第一縣”的名譽(yù)。
“現(xiàn)在的草莓種植技術(shù)已經(jīng)非常成熟了，更多是在原有的基礎(chǔ)上看一下，會(huì)不會(huì)有更多的創(chuàng)新，像是更加節(jié)省人力的方式，畢竟草莓種植對(duì)人力的需求很旺盛。不過，很多設(shè)備還是需要人來進(jìn)一步調(diào)控，沒辦法達(dá)到全自動(dòng)化的狀態(tài)。”生于1994年的東港小組成員馬冬妮告訴21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者。
勞動(dòng)力老齡化以及勞動(dòng)力成本比重的日益提升，是現(xiàn)行階段中，人工草莓種植需要攻克的難關(guān)。草莓種植的不同時(shí)期，需要進(jìn)行不同比例的水、肥調(diào)整。從育苗、選苗、栽種，到施肥、澆水、用藥、采摘等環(huán)節(jié)都需要人長(zhǎng)期且精細(xì)地照料。商業(yè)化草莓種植中所用到的卷簾機(jī)，溫控的自動(dòng)放風(fēng)口以及水肥一體化的設(shè)備都需要人力的操作。人工費(fèi)用占到總費(fèi)用的60%-70%。
但人力的消耗也為人工智能的發(fā)展開拓了空間。馬冬妮告訴記者：“工業(yè)上機(jī)器替代人工已經(jīng)做得很好了，農(nóng)業(yè)也只是一個(gè)時(shí)間問題。”行業(yè)的產(chǎn)值能否與成本相適配，是需要時(shí)間考驗(yàn)的問題。
對(duì)AI來說，這次的比賽也是應(yīng)用落地實(shí)踐的機(jī)會(huì)。公開數(shù)據(jù)顯示，預(yù)計(jì)到2025年，農(nóng)業(yè)市場(chǎng)的AI價(jià)值將達(dá)到26億美元，預(yù)測(cè)復(fù)合年均增長(zhǎng)率為22.5%。農(nóng)業(yè)市場(chǎng)中的AI價(jià)值不僅限于其帶來的市場(chǎng)效益，更是對(duì)未來人口與糧食比例的一次調(diào)整。
算法是AI組的核心競(jìng)爭(zhēng)力。在閔錢希曦看來，這個(gè)比賽不僅僅是當(dāng)下選出一個(gè)種植能手，而更是要為未來的發(fā)展模式，比如說更節(jié)能、更可持續(xù)的現(xiàn)代溫室栽培做一個(gè)探索?；诃h(huán)境和植物響應(yīng)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的機(jī)器學(xué)習(xí)算法顯出其適應(yīng)和推廣上的優(yōu)勢(shì)。
AiCU所面臨的挑戰(zhàn)是設(shè)備調(diào)試的因地制宜。相比于國內(nèi)，荷蘭的溫室園藝已經(jīng)進(jìn)入到相對(duì)成熟的狀態(tài)。農(nóng)民一般只是負(fù)責(zé)栽培這一個(gè)環(huán)節(jié)，產(chǎn)業(yè)鏈中所需要的控制設(shè)備、軟件管理、農(nóng)資供給、勞工培訓(xùn)、超市的供應(yīng)鏈對(duì)接、合同簽訂都形成了相對(duì)完善的合作模式。AiCU在荷蘭積累的經(jīng)驗(yàn)并不能在國內(nèi)完全適用，還是需要在本地化過程中不斷實(shí)踐，這其中包括了溫室設(shè)備及傳感器調(diào)試以及為適應(yīng)國內(nèi)硬件軟件而作出的種植策略調(diào)整等。
同時(shí)，國內(nèi)的電商優(yōu)勢(shì)也是國外所不具備的。“電商帶動(dòng)物流發(fā)展比較迅速，我們溫室的數(shù)字化管理，非常方便我們對(duì)接上下游，可以做出更好的生產(chǎn)布局，或者精確的訂單化生產(chǎn)，以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品供應(yīng)。”比賽讓閔錢希曦的小組，有了探索國內(nèi)草莓種植全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的機(jī)會(huì)。
兩種切入方式
AI發(fā)展正盛，AI農(nóng)業(yè)也在蓄力。國務(wù)院印發(fā)的《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》中提出，到2020年，人工智能的總體技術(shù)和應(yīng)用與世界先進(jìn)水平同步，核心產(chǎn)業(yè)規(guī)模超過1500億，到2030年超過1萬億，人工智能有發(fā)展為市場(chǎng)領(lǐng)跑行業(yè)的潛力。AI與農(nóng)業(yè)的疊加的市場(chǎng)規(guī)模也有望在2025年達(dá)到15.7億。
雖然占比不高，但農(nóng)業(yè)實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展后，將成為穩(wěn)定且大規(guī)模的市場(chǎng)準(zhǔn)入方式，且數(shù)字化發(fā)展，也是農(nóng)業(yè)必須要走的路。因而互聯(lián)網(wǎng)公司一直對(duì)農(nóng)業(yè)展現(xiàn)出熱情。2019年中國科技企業(yè)技術(shù)研發(fā)投入約4005億，其中人工智能算法研究投入為9.3%，且大部分投入來自互聯(lián)網(wǎng)科技公司。對(duì)農(nóng)業(yè)的切入也必然出現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)公司未來的發(fā)展版圖中。
現(xiàn)今的AI農(nóng)業(yè)還處在科技巨頭們做好案例，打好樣板，吸引有實(shí)力的合作伙伴共同推廣的階段。
2018年初，拼多多正式建成了“農(nóng)貨中央信息處理系統(tǒng)”，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)來對(duì)全國農(nóng)產(chǎn)區(qū)及其農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)、銷售情況進(jìn)行跟蹤，這也成為了拼多多在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域?qū)嵺`“貨找人”模式的樣本。
半年后，阿里也跟著發(fā)布了農(nóng)業(yè)大腦，要將AI解決方案帶入農(nóng)業(yè)。在隨后的半年中，騰訊和京東也相繼宣布了AI農(nóng)業(yè)計(jì)劃。
騰訊相繼兩年與荷蘭瓦赫寧根大學(xué)共同舉辦了“國際智能溫室種植挑戰(zhàn)賽”，比賽同樣設(shè)定了一組人工種植的對(duì)照組。有趣的是，兩屆大賽中，人工種植和AI組的成績(jī)排名發(fā)生了變化。
閔錢希曦作為兩次比賽的親歷者，她告訴記者，第一屆比賽中五組AI隊(duì)伍只有一支的最終利潤(rùn)超過了人工種植。而第二屆中，AI隊(duì)伍則全部在利潤(rùn)上超過了人工種植者。“其實(shí)兩次比賽是沒法直接比較的，因?yàn)榉N植的作物不同。第二屆比賽中， AI為什么能超過人工？組委會(huì)做了詳盡的分析，將每個(gè)組的能源、水、勞工等各方面成本做了細(xì)分的核算，同時(shí)根據(jù)種植時(shí)間進(jìn)度也有動(dòng)態(tài)比較，可持續(xù)性方面AI隊(duì)伍表現(xiàn)都不錯(cuò)，在能源方面我們隊(duì)的優(yōu)勢(shì)明顯，這個(gè)就奠定了利潤(rùn)獲勝的基礎(chǔ)。”
由此看來，基于算法的AI種植雖然能做到精確化處理，減少能源損耗，但現(xiàn)階段的人工智能種植還缺乏靈活度，這也和數(shù)據(jù)的缺乏相關(guān)。目前，人工智能切入農(nóng)業(yè)的場(chǎng)景還是在開發(fā)探索階段，只有在形成成熟的產(chǎn)品生產(chǎn)模式，與可終端售賣的AI解決方案后，才能完成AI農(nóng)業(yè)的變革。
拼多多作為中國農(nóng)產(chǎn)品上行的第一大平臺(tái)，是這場(chǎng)農(nóng)業(yè)變革的推動(dòng)和親歷者。拼多多起家于農(nóng)業(yè)，在“拼”的基礎(chǔ)上，平臺(tái)逐漸發(fā)展出成熟的“農(nóng)地云拼”模式。產(chǎn)品的需求在云端整合后，又通過平臺(tái)遍布全國的新農(nóng)人體系，鏈接到了各大產(chǎn)區(qū)，并根據(jù)品種、成熟周期、物流條件、精準(zhǔn)匹配給對(duì)應(yīng)消費(fèi)者。這一模式本就基于數(shù)據(jù)算法，這次的大賽只是更進(jìn)一步的算法和經(jīng)驗(yàn)的游戲。
除了互聯(lián)網(wǎng)公司的入局，人工智能切入農(nóng)業(yè)的方式，也可以通過農(nóng)業(yè)創(chuàng)業(yè)型公司銷售硬件和服務(wù)?！?016-2020年中國智慧農(nóng)業(yè)深度調(diào)研及投資前景預(yù)測(cè)報(bào)告》顯示，以應(yīng)用為基礎(chǔ)的智慧農(nóng)業(yè)市場(chǎng)，有望從2016年的90.2億美元達(dá)到2022年的184.5億美元的規(guī)模，年均復(fù)合增長(zhǎng)率為13.8%。這為創(chuàng)業(yè)型科技公司提供了市場(chǎng)機(jī)遇，但同時(shí)互聯(lián)網(wǎng)公司的入局，也讓創(chuàng)業(yè)型公司前路難測(cè)。
盡管農(nóng)業(yè)領(lǐng)域已經(jīng)進(jìn)入數(shù)字化發(fā)展階段，但在實(shí)際布局中，數(shù)據(jù)鏈打通、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)以及人才缺口，都是需要不斷磨合的問題。閔錢希曦認(rèn)為，理想的狀態(tài)，是讓農(nóng)民變成類似于產(chǎn)業(yè)工人或者職業(yè)種植者的身份，具備一定的數(shù)據(jù)分析能力。農(nóng)民種植者的決策不是完全依賴于主觀的經(jīng)驗(yàn)，而是基于客觀的數(shù)據(jù)。 AI 算法會(huì)模仿種植專家，根據(jù)數(shù)據(jù)輔助農(nóng)民種植者做出最終決策。“這樣基于數(shù)據(jù)的生產(chǎn)模式，有助于做出生產(chǎn)布局和精確的生產(chǎn)計(jì)劃，并很好的連接后期市場(chǎng)。如果產(chǎn)業(yè)鏈中間的種植環(huán)節(jié)沒有做好數(shù)據(jù)化，那就不利于每個(gè)環(huán)節(jié)的信息傳遞。”
農(nóng)業(yè)的智能化，只能是“道阻且長(zhǎng)，行則將至”。
三個(gè)問題
作為新生代的“農(nóng)人”，馬冬妮很早就能用科技的眼光來看待現(xiàn)行農(nóng)業(yè)的發(fā)展。在采訪中她告訴記者，現(xiàn)階段AI不太可能完全覆蓋，因?yàn)樗某杀局挥猩贁?shù)人能負(fù)擔(dān)。在AI農(nóng)業(yè)的發(fā)展歷程中，成本是顯見的問題之一。
在測(cè)試階段，AI的表現(xiàn)突出。參賽隊(duì)伍NJAI． 莓的隊(duì)長(zhǎng)倪軍在接受媒體采訪時(shí)稱，采用新技術(shù)的種植策略，肥料利用率可以達(dá)到50%以上，畝省水70%，相當(dāng)于每畝節(jié)約350元，以及400元的勞動(dòng)成本。
但是，問題在于新技術(shù)的負(fù)擔(dān)無法讓農(nóng)民承受。按照常規(guī)一畝地一個(gè)大棚計(jì)算，安裝基礎(chǔ)的風(fēng)機(jī)、天窗等設(shè)備的成本約為10萬元。如果減少傳感器數(shù)量，投入成本可縮減到5-10萬元，如果要配備更高級(jí)的設(shè)備，成本則能達(dá)到20萬元。
與此同時(shí)，智慧農(nóng)業(yè)施展的首要前提，就是要有大面積的土地。但中國國情下的小農(nóng)經(jīng)濟(jì)模式，導(dǎo)致土地分化嚴(yán)重，土地的分?jǐn)偝杀靖咭彩请y點(diǎn)。這一問題同樣體現(xiàn)在此次比賽中，AI組要用到總控電腦管理的水肥一體化系統(tǒng)，往往適用于1000平方米的溫室，但比賽的場(chǎng)地只有100多平方米。因此規(guī)?；纳a(chǎn)是要面對(duì)的第一個(gè)天花板。
對(duì)此，閔錢希曦認(rèn)為，就一個(gè)三個(gè)月的比賽來說，成本肯定會(huì)高，但如果考慮10年、20年甚至50年，或者運(yùn)用到更大規(guī)模生產(chǎn)時(shí)，傳統(tǒng)模式的可持續(xù)性肯定是沒法和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)比較的。另一方面，AI組的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)具有可復(fù)制性，易于推廣，而傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)則很強(qiáng)地依賴于經(jīng)驗(yàn)。AI智慧農(nóng)業(yè)應(yīng)用先進(jìn)設(shè)備的目的在于輔助種植人員去復(fù)制成功的種植技術(shù)和方法，將影響植物生長(zhǎng)的環(huán)境因素可控化，以達(dá)到生產(chǎn)的模式化統(tǒng)一，對(duì)提升生產(chǎn)效率意義重大。就好比磨刀不誤砍柴工，對(duì)于刀的研究遠(yuǎn)比砍的研究有意義。
AI農(nóng)業(yè)要面臨的第二個(gè)問題是數(shù)據(jù)的匱乏。AI的應(yīng)用需要大量數(shù)據(jù)對(duì)算法進(jìn)行訓(xùn)練。農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中，數(shù)據(jù)需要填補(bǔ)的空間巨大，且大部分?jǐn)?shù)據(jù)只能在每年的生長(zhǎng)季節(jié)使用一次，甚至常常需要數(shù)年的時(shí)間，才能收集到某個(gè)地段或農(nóng)場(chǎng)中具有統(tǒng)計(jì)意義的數(shù)據(jù)。
現(xiàn)階段，AI多用于對(duì)環(huán)境的感知，但植物的具體狀態(tài)還是未知數(shù)?，F(xiàn)代溫室中，植物狀態(tài)的感知需要專家或勞工定期采集樣本，進(jìn)行植物形態(tài)指標(biāo)的測(cè)量，這種測(cè)量方式的缺陷在于它的有損性質(zhì)以及對(duì)人力的耗費(fèi)。
另一方面，在現(xiàn)行階段中，溫室也無法記錄決策數(shù)據(jù)。在一定時(shí)間段，人對(duì)植物做出的動(dòng)作，植物會(huì)產(chǎn)生什么樣的反應(yīng)，是AI需要學(xué)會(huì)的部分。
選擇在此時(shí)深度布局農(nóng)業(yè)數(shù)字化，拼多多的考量是什么？對(duì)此，公澤透露，今年還會(huì)持續(xù)加大在農(nóng)業(yè)的投入，包括資金、技術(shù)和資源等。“農(nóng)業(yè)是一個(gè)重投入的產(chǎn)業(yè)，全國各種產(chǎn)地都很分散，成熟季節(jié)也不一樣。我們需要整合各種需求，將商品以多對(duì)多的形式提供給下游的消費(fèi)者。”
正是因?yàn)槿サ袅酥虚g流通、渠道商的各個(gè)環(huán)節(jié)，通過降本增效，讓農(nóng)民和最終的消費(fèi)者都成為受益者。財(cái)報(bào)數(shù)據(jù)顯示，2019年，拼多多的總訂單量是197億筆，平臺(tái)農(nóng)（副）產(chǎn)品活躍商家數(shù)量達(dá)58.6萬，同比增長(zhǎng)142%。2020年第一季度，平臺(tái)農(nóng)產(chǎn)品訂單數(shù)超過10億筆，同比增長(zhǎng)達(dá)184%。
在公澤看來，現(xiàn)階段的農(nóng)業(yè)數(shù)字化更加具有社會(huì)意義，而不應(yīng)該純粹從商業(yè)化的角度來考量。通過此次大賽，拼多多希望能將老一代農(nóng)人的經(jīng)驗(yàn)和人工智能集合，給更多產(chǎn)業(yè)帶帶來一些低成本的數(shù)字農(nóng)業(yè)管理辦法。在國外，AI技術(shù)在農(nóng)業(yè)上應(yīng)用很多，國內(nèi)還不夠多，滲透率處于非常初級(jí)的階段。“拼多多是一家起家于農(nóng)業(yè)，立命于農(nóng)業(yè)的平臺(tái)。我們將持續(xù)加大在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的資金和技術(shù)投入，讓農(nóng)戶有利益、有錢賺，用科技給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者帶來真金白銀的提升。”
