95后农学家用AI科技种菜，1人管70亩地！

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  2018年，中国粮食产量超6.5亿吨，蝉联世界第一。同年，美国粮食产量超过5亿吨，位居世界第二。从数据上看，我国人民手中的“饭碗”端得很稳。
  但是事实真的如此乐观吗？
  截至2018年年末，中国直接从事农业的人口在2到3亿之间，人均负责的耕地面积不到10亩。而美国从事农业的人口不足600万，却管理着超过20亿亩的耕地，平均每个人管理超过300亩的耕地！
  美国农业为何如此发达？
  在2001年的电影《珍珠港》中，导演迈克尔·贝为观众展现了20世纪30年代美国的田园风貌——在那个年代，美国农民是开着飞机播撒农药的。
  机械化，是美国农业生产率如此之高的根本原因。美国是最先使用拖拉机、联合收割机、播种机的国家之一。
  在上世纪四十年代，美国就已经实现了粮食生产的全机械化。除美国外，荷兰、德国和法国都在全球农业出口中名列前茅。这些欧洲国家的耕地面积并不大，却依靠极高的农业效率成为了农业大国。
  工业化并不会影响农业的发展，反而会给农业提供巨大的助力。科技进步，是农业增长的最强动力。相比之下，中国农业整体发展水平较低，在生产效率等方面还远不如发达国家。
  虽然我国农业整体发展水平不足，但并不意味着我国不能“后发先至”，在农业领域探索最前沿的技术。
  近几年，以半导体技术见长的京东方公司，玩起了“跨界”，在北京大兴区建立了一家四千多平米的“植物工厂”。这家植物工厂之所以叫“工厂”而不是“农场”，是因为里面所有的农作物都是工业化生产出来的。
  京东方利用 LED 照明和无土栽培技术，希望能以工业化的方式生产农产品。植物工厂里的蔬菜被种植在营养液或生长基床上，完全脱离了土壤。
  在耕地中的蔬菜，太阳落山后就无法继续进行光合作用，而植物工厂里的 LED 灯弥补了这个空白，保证每颗蔬菜每天都能达到14个小时的最佳照射时间。
  在这样的照射下，原本在大棚里需要70-80天才能长成的生菜，在植物工厂里只需要30-40天就可以长成，而且完全不受季节影响。
  除了光照优于自然条件外，植物工厂里的蔬菜在各方面都受到了最精细的“照料”。无论是温度、湿度还是虫害、肥料，所有的因素都会保持最优状态。温度湿度会自然调节，发现虫害会第一时间杀灭，水肥密度始终保持适宜等等。
  相比于传统耕地种植，植物工厂中的作物用水量只是耕地中同种作物的十分之一，亩产却是耕地种植的五倍。目前，植物工厂每月可以生产超过八万棵蔬菜，这些蔬菜无虫害、无农药残留、营养价值高，被多家餐厅所青睐。
  李开，是京东方植物工厂的农业专家。工厂中作物的生长状况，如何最佳化地施用水肥和农药，都是来自于他的判断。
  在过去，李开最主要的工作之一是每天两次的巡厂。四千多平米的厂区，数万棵蔬菜，都需要他一步步地走，一棵棵地看。这让他每天的微信步数都保持在三万步以上。
  “我每天的微信步数基本都是排在第一名的，能一边工作一边锻炼身体也挺好的。”李开半开玩笑地说道，“这些工作虽然琐碎，但却非常有必要。每棵菜都像一个生命，照顾它们就像照顾小孩子一样，它们的需求很多，水、温度等都是有要求的，一不留神就活不了了。所以农业的生产管理想要精细化，需要付出很大的精力。”
  如果只有通过更多的人力才能实现农业生产的精细化的话，那就意味着植物工厂的模式无法普及。农业专家的数量有限，如何将农业专家的知识和经验快速地规模化复制，成为整个行业迫切的需求。
  为了解决这个问题，京东方找到了百度大脑。
  “在 AI 领域，我们非常认可百度的实力，所以，相信我们的合作也能给植物工厂带来不一样的改变。”据植物工厂的总经理秦清介绍，京东方植物工厂与百度大脑接触后，很快达成了合作意向，并在双方共同努力下，完成了技术落地，如今1.0版已经实现了针对某类水培蔬菜的智能种植。
  比如，在京东方植物工厂育苗室，可以对蔬菜的长势进行分析，比如蔬菜的枯萎识别、重量估计、虫害识别等，都可运用百度的多模数据，对蔬菜进行逐棵识别。
  而水培方案通过精调，还可实现对环境的控制，比如对温湿度、光照、水肥浓度等进行控制。
  在面对难以根治的虫害问题时，双方打造的虫害预警引擎，通过虫害样本的数据采样和识别训练，建立预警模型，可以第一时间降低虫害造成的损失。
  就重量估计而言，百度大脑结合京东方植物工厂的智能排产、供应分析引擎等功能，通过对植物生长期的拍照，由机器进行数据收集和样本学习，来判断出准确的克重及数量。
  李开兴奋地给出了解释：“以前我们凭经验感知克重，偶尔会出现偏差，不能给客户带来完美的消费体验，现在有了机器摄像头识别以后，可以准确地将数据上传到我们的管理系统上，然后告诉你哪里多少克了，到120克了，或者是100克了，这样管理起来就更精准。”
  支撑这些功能实现的，是百度大脑强大的深度学习、图像识别等技术。由于机器自动识别的标准化与准确率优于人工，这也提升了蔬菜的品质和产量。
  据了解，植物工厂引入 AI 技术后，初步估计产量提升了10%-15%；同时像种子、基质、营养液这类的生产资料的使用，也降低了10%-15%的用量。
  由于对专业人才依赖的降低也解放了农业专家，其工作效率提高了3倍，预计一个专家从原来只能照看20亩地到目前能看60亩，甚至更多。
  当然，植物工厂的智能化的脚步远未停止。
  京东方植物工厂和百度大脑的合作仍在持续探索中，部分环节已经有了比较明确的发展方向，比如将依靠深度学习和克重识别模式结合全面的生长因子数据，对蔬菜生长进行状态预测，以实现科学种植、提升品质。有了 AI 的帮助，普通的农民也可以像李开一样，成为“真正”的农业专家！
  目前，京东方植物工厂也在致力于将这项农业智能化整体解决方案向外输出，而百度大脑的 AI 技术赋能无疑是至关重要的一环。
  在 AI 技术的“加持”下，农业专家们的工作场景从田间地头变成了办公室，依靠着电脑就能控制庞大的农业基地；让原本“靠天吃饭”的农业变得标准化、数字化；让土地资源稀缺的地区也有了发展农业的可能；全国人民还可以从此吃上安全放心的蔬菜。
  随着 AI 的不断进步，未来我国的农业将不仅仅是机械化的，而会是数字化、智能化的，那一天离我们并不遥远。（来源：农业行业观察 智慧农夫）