央廣網(wǎng)北京4月25日消息（總臺(tái)中國(guó)之聲記者韓雪瑩）據(jù)中央廣播電視總臺(tái)中國(guó)之聲《新聞縱橫》報(bào)道，眼下，隨著氣溫升高，在市場(chǎng)中占據(jù)絕對(duì)主流的大棚草莓即將謝幕，待秋冬時(shí)節(jié)再與大家見面。而在上海，幾座“賽博植物工廠”正在探索全年“草莓自由”。傳統(tǒng)的大棚草莓種植，大多依賴資深果農(nóng)的經(jīng)驗(yàn)，而植物工廠能依托AI算法生成種植調(diào)整方案，讓每一株草莓都享受到量身定制的科學(xué)照料，四季穩(wěn)定生長(zhǎng)。用AI種出來的草莓是什么味道？“賽博植物工廠”還將為中國(guó)農(nóng)業(yè)的未來帶來哪些想象？

在上海農(nóng)業(yè)科創(chuàng)谷的一片空地上，四個(gè)50平方米的“集裝箱”里別有洞天——立體排布的一顆顆草莓植株在全人工光的環(huán)境中茁壯生長(zhǎng)，有的已經(jīng)結(jié)出鮮紅或粉嫩的成熟果實(shí)。這是在某農(nóng)研科技大賽的決賽現(xiàn)場(chǎng)，四支由高校、科研機(jī)構(gòu)及農(nóng)業(yè)科技企業(yè)組成的參賽團(tuán)隊(duì)“手搓”出來的草莓植物工廠。未來六個(gè)月，各團(tuán)隊(duì)將帶著AI“絕活”展開終極對(duì)決，挑戰(zhàn)國(guó)產(chǎn)草莓的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)與低能耗栽培。

4支決賽隊(duì)伍各自設(shè)計(jì)、建造了50平方米的草莓植物工廠（賽事主辦方供圖）

用AI種草莓，怎么種？上海交通大學(xué)領(lǐng)銜的“莓立方”團(tuán)隊(duì)打造了一套圖像識(shí)別智能診斷系統(tǒng)。上海交通大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物學(xué)院研二在讀的隊(duì)長(zhǎng)賀世偉拿草莓植株出現(xiàn)“葉色不均”問題舉例，這背后可能有多種病因，要對(duì)問題確診，往往要進(jìn)行多輪嘗試，要在空氣濕度、環(huán)境溫度、水肥量等眾多變量中逐個(gè)排除干擾因素，這需要一周甚至更久的時(shí)間。開發(fā)“AI視診開方”系統(tǒng)正是要用更高效的方式對(duì)草莓的各種病癥快速診斷、對(duì)癥下藥。

賀世偉說：“目前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)都是通過肉眼判斷病害。病害系統(tǒng)已有先例，但它更多是一種‘專家系統(tǒng)’，專家通過圖像來判斷，給出的意見反饋到下一步具體操作。而我們這套系統(tǒng)的開發(fā)初衷是對(duì)植物工廠內(nèi)部的草莓進(jìn)行精準(zhǔn)診斷，相當(dāng)于數(shù)據(jù)化表達(dá)。如果草莓缺乏必需的營(yíng)養(yǎng)元素，很難通過表型看到，我們希望借助AI工具，用一些CNN（卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)）模型，對(duì)圖像實(shí)時(shí)診斷，依托這份數(shù)據(jù)，我們可以很好地進(jìn)行后期種植及環(huán)境策略的迭代。”

賀世偉在草莓植物工廠記錄植株生長(zhǎng)情況（央廣網(wǎng)發(fā) 記者韓雪瑩攝）

具體來說，“AI視診開方”就是通過攝像頭實(shí)時(shí)捕捉草莓植株的生長(zhǎng)狀態(tài)，交由深度學(xué)習(xí)的系統(tǒng)自動(dòng)比對(duì)分析，就能瞬間計(jì)算出植株里氮、鉀等元素含量，并迅速生成針對(duì)性的種植調(diào)整方案。團(tuán)隊(duì)成員、上海交通大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物學(xué)院研一學(xué)生呂兆晨舉例，我們眼中看到草莓植株葉片顏色的深淺，對(duì)應(yīng)到系統(tǒng)里可以是精準(zhǔn)的“色號(hào)”，顏色不同，“處方”也有差異。

呂兆晨說：“人眼看植株是‘深綠’和‘淺綠’，但其實(shí)‘RGB’三原色在電腦上有0至255的梯度區(qū)間，比如‘R’是red（紅色），它的數(shù)值是255，而‘G（green，綠色）’和‘B（blue，藍(lán)色）’的數(shù)值是0，那就顯示為純紅色。對(duì)于綠色也是一樣，人眼只能看出更綠一點(diǎn)或者沒有那么綠，但如果把圖片傳到電腦，就會(huì)有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)顏色來判斷葉片里氮素的含量，來指導(dǎo)下一次施肥。”

呂兆晨在草莓植物工廠調(diào)整種植設(shè)備（央廣網(wǎng)發(fā) 記者韓雪瑩攝）

如果說傳統(tǒng)種植是“莊稼一枝花，全靠肥當(dāng)家”，AI種草莓則是“缺啥補(bǔ)啥”，能幫助普通種植戶有效解決施肥過量或診斷滯后的痛點(diǎn)。從決策到執(zhí)行，這套“AI視診開方”系統(tǒng)不僅能讓種植變得有據(jù)可依，還能直接作用于草莓植株的營(yíng)養(yǎng)液配比和滴灌，全流程自動(dòng)調(diào)整。

經(jīng)過4個(gè)月的數(shù)據(jù)采集，“莓立方”團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)的“小模型”目前診斷精度已經(jīng)超過90%�；�于AI算法的輔助，團(tuán)隊(duì)成員為選種的“粉玉”草莓定下目標(biāo)——單株產(chǎn)量超0.4公斤，甜度穩(wěn)定在12度以上。團(tuán)隊(duì)指導(dǎo)教師、上海交通大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物學(xué)院教授常麗英介紹，他們希望在這座“賽博植物工廠”探索人工智能和農(nóng)業(yè)技術(shù)的深度結(jié)合。

常麗英說：“草莓的生育期特別長(zhǎng)，在這個(gè)過程中，我們需要獲取這個(gè)場(chǎng)景下的環(huán)境數(shù)據(jù)、作物生長(zhǎng)表型圖像、植株圖像、果實(shí)圖像，來進(jìn)一步訓(xùn)練我們的模型。這就相當(dāng)于一個(gè)智能體，要不斷把這些數(shù)據(jù)集成在智能體里面，它才能夠在這樣的場(chǎng)景和品種下，讓決策管理的精度更高。接下來我們要挑戰(zhàn)的是上海溫度最高的7月、8月，希望作物生長(zhǎng)管理的這些算法能夠在夏季高溫的時(shí)候助力草莓生產(chǎn)。”

已經(jīng)成熟的“粉玉”草莓果實(shí)（央廣網(wǎng)發(fā) 記者韓雪瑩攝）

上海農(nóng)業(yè)科創(chuàng)谷的“賽博植物工廠”里，草莓產(chǎn)量與口感的比拼還在繼續(xù)。而在六十多公里外的上海青浦區(qū)白鶴鎮(zhèn)，一座占地3456平方米的“數(shù)智草莓植物工廠”不久前正式邁入運(yùn)營(yíng)階段，5月中下旬首批草莓鮮果即可上市，6月起實(shí)現(xiàn)全年無間斷供應(yīng)，這些用AI種出來的“智慧草莓”將被首次端上大眾的餐桌。

上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院林果所副研究員方獻(xiàn)平告訴中國(guó)之聲，研究團(tuán)隊(duì)此前在用于實(shí)驗(yàn)的草莓植物工廠中投放了無人巡檢機(jī)器人，它們多維度采集植株數(shù)據(jù)，幫助科研人員構(gòu)建出草莓的果實(shí)成熟度識(shí)別模型、植株形態(tài)生長(zhǎng)模型及環(huán)境響應(yīng)模型，這些“子模型”成為指導(dǎo)“數(shù)智草莓植物工廠”生產(chǎn)的重要工具。

方獻(xiàn)平說：“果實(shí)成熟度識(shí)別模型的置信度在85%左右。有了這個(gè)模型，將來就可以配合機(jī)器人全部進(jìn)行自動(dòng)化采摘了。機(jī)器人也需要植入這個(gè)模型，它一旦識(shí)別、作出決策，判斷這個(gè)果子可以采摘，就可以自動(dòng)操作機(jī)械臂�！�

白鶴鎮(zhèn)“數(shù)智草莓植物工廠”（圖源“幸福白鶴”）

方獻(xiàn)平透露，更難構(gòu)建的生理健康診斷模型、病蟲害識(shí)別模型和產(chǎn)品質(zhì)量預(yù)測(cè)模型還在持續(xù)攻堅(jiān)中，未來這些“子模型”融合后，一個(gè)多元數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的草莓生長(zhǎng)大模型將從科研現(xiàn)場(chǎng)走進(jìn)生產(chǎn)實(shí)踐。當(dāng)然，除了草莓，不同品類的果蔬都能用同樣的邏輯走向智能化生產(chǎn)。

方獻(xiàn)平說：“我們要進(jìn)行有規(guī)律的訓(xùn)練，才能夠指導(dǎo)有規(guī)律的生產(chǎn)。生長(zhǎng)大模型是針對(duì)植物工廠和設(shè)施環(huán)境相對(duì)可控的環(huán)境，如果智能溫室中各個(gè)環(huán)境條件都比較精準(zhǔn)，還可以向這一領(lǐng)域進(jìn)一步拓展，應(yīng)用范圍逐漸向聯(lián)動(dòng)玻璃溫室、聯(lián)動(dòng)薄膜溫室推廣。”

在中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院都市農(nóng)業(yè)研究所首席科學(xué)家、研究員楊其長(zhǎng)看來，農(nóng)業(yè)種植從“靠感覺”到“看數(shù)據(jù)”，AI變革著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，而“賽博植物工廠”正在進(jìn)行這樣的嘗試。

楊其長(zhǎng)說：“農(nóng)業(yè)有兩種生產(chǎn)方式，就像醫(yī)療上的中醫(yī)和西醫(yī)�，F(xiàn)在國(guó)內(nèi)的一些農(nóng)業(yè)生產(chǎn)形態(tài)通過人去‘望聞問切’，了解后再?zèng)Q定怎么診斷、怎么施治。未來的農(nóng)業(yè)發(fā)展方向必將由人的視覺、大腦判斷，最終走向用數(shù)據(jù)、模型來精細(xì)化管理，能夠讓計(jì)算機(jī)和植物‘對(duì)話’，引領(lǐng)智能化決策和控制。”

今年的中央一號(hào)文件強(qiáng)調(diào)，要因地制宜發(fā)展農(nóng)業(yè)新質(zhì)生產(chǎn)力，促進(jìn)人工智能與農(nóng)業(yè)發(fā)展相結(jié)合。楊其長(zhǎng)告訴中國(guó)之聲，在設(shè)施農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，AI不僅會(huì)賦能生產(chǎn)，還將為消費(fèi)者帶來更多驚喜。

楊其長(zhǎng)說：“第一，產(chǎn)品的整個(gè)生產(chǎn)流程是安全的。第二，作為未來的一個(gè)產(chǎn)業(yè)方向，它能夠賦予產(chǎn)品口感、風(fēng)味、糖度和功能性，比如有些人希望高糖，也有些人選擇低糖，有些消費(fèi)者期待產(chǎn)品對(duì)某些健康功能具有輔助作用，如果能夠很好地應(yīng)用AI，在植物工廠、溫室條件下完全可以實(shí)現(xiàn)�！�