在沒有這些 AI 解決方案的時候,重復性的巡廠工作占用了我很多的工作時間,”李開說,“但是這些模型做好后,真的感覺自己可以管理更大面積的植物工廠了。”
每天行走三萬步,農業(yè)專家被重復性工作束縛
位于北京大興區(qū)龐各莊的京東方植物工廠是一所占地面積達 4160 平方米的現代化農業(yè)種植基地,經過了幾年的發(fā)展,這里實現了無紙化管理且周年穩(wěn)定生產。整個工廠中僅有三名工作人員,其中兩名工人負責日常的播種、移苗、采收、清洗等工作,而作為農業(yè)專家的李開則主要負責蔬菜生長管理、植保等技術工作。
在李開負責的植物工廠生產區(qū)內,為了觀察蔬菜的生長情況、蟲害情況,他每天需要巡廠兩次以上,行走步數達近三萬步。而且,農業(yè)生產沒有節(jié)假日之分,他不得不全年守候在工廠里。
“我每天的微信步數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。”李開半開玩笑的說到,“這些工作雖然瑣碎,但卻非常有必要。每棵菜都像一個生命,照顧它們就像照顧小孩子一樣,它的需求很多,水、溫度等都是有要求的,一不留神就活不了了。所以農業(yè)的生產管理想要精細化,需要付出很大的精力。”
然而,目前整個行業(yè)都面臨著農業(yè)人才短缺的問題,京東方植物工廠也不例外,如何能把農業(yè)專家的經驗快速地規(guī)模化復制,成為整個行業(yè)迫切的需求。
(AI 系統(tǒng)的監(jiān)視、農作物生長狀態(tài)的可預測使客戶提前下單成為可能)
當AI 技術遇到農業(yè),越難越有成就感
一個渴望引入新技術實現規(guī)模擴張,一個在積極探索技術的更多落地應用,京東方植物工廠與百度大腦一拍即合。
“在 AI 領域,我們非常認可百度的實力,所以,相信我們的合作也能給植物工廠帶來不一樣的改變。”據植物工廠的總經理秦清介紹,京東方植物工廠與百度大腦接觸后,很快達成了合作意向,并在雙方共同努力下,完成了技術落地,如今 1.0 版已經實現了針對某類水培蔬菜的智能種植。
比如,在京東方植物工廠育苗室,可以對蔬菜的長勢進行分析,比如蔬菜的枯萎識別、重量估計、蟲害識別,都可運用百度的多模數據,對蔬菜進行逐棵識別。而水培方案通過精調,還可實現對環(huán)境的控制,比如對溫濕度、光照、水肥濃度等進行控制。在面對難以根治的蟲害問題時,雙方打造的蟲害預警引擎,通過蟲害樣本的數據采樣和識別訓練,建立預警模型,
可以第一時間降低蟲害造成的損失。
就重量估計而言,百度大腦結合京東方植物工廠的智能排產、供應分析引擎等功能,通過對植物生長期的拍照,由機器進行數據收集和樣本學習,來判斷出準確的克重及數量。李開興奮地給出了解釋:“以前我們憑經驗感知克重,偶爾會出現偏差,不能給客戶帶來完美的消費體驗,但現在有了機器攝像頭識別以后,可以準確將數據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,這樣管理起來就更精準了。”
支撐這些功能實現的,是百度大腦強大的深度學習、圖像識別等技術。然而,把這些高精尖的 AI 技術用在農業(yè)領域,在初始階段還是面臨不小挑戰(zhàn)。而讓秦經理印象更為深刻的, 也恰恰是百度大腦與京東方植物工廠共同探索 AI 落地的這段經歷。
“人工智能在農業(yè)領域的落地周期長、難度大,是一個‘吃力不討好’的活兒。京東方植物工廠的農業(yè)專家雖然在農學上是一把好手,但對于人工智能技術摸索與理解還需要時間。”秦經理回憶道,“百度團隊的專業(yè)性與敬業(yè)性大大提升了雙方磨合的速度,減少了落地的困難。從最初的設備安裝開始,百度團隊就展示出了對項目的重視,經常工作到晚上 9 點之后;而到了項目深入階段,雙方經常會就項目交流到深夜,百度的工作人員還會不斷地微信上詢問細節(jié)等問題。”
(植物工廠的智能化腳步遠未停止,京東方和百度大腦的合作仍在持續(xù)探索中,部分環(huán)節(jié)已經有了比較明確的發(fā)展方向)
植物工廠智能可見,真正走向無人化
百度大腦的出現,讓有農業(yè)情懷的李開對科技農業(yè)的未來充滿信心。
“在沒有這些 AI 解決方案的時候,重復性的巡廠工作占用我很多的工作時間,”李開說,“但是這些模型做好后,真的感覺自己可以管理更大面積的植物工廠了。”
像李開這樣的農業(yè)專家的工作效率提升其實是整個植物工廠行業(yè)的一個縮影。從現代化到智能化,植物工廠的降本增效開始顯現:
比起傳統(tǒng)的土壤種植,植物工廠目前的培育速度明顯要快很多,周期也更短,例如生菜在溫室大棚里也要 70~80 天才可成菜,而在京東方的植物工廠里只需30~40 天,且不受季節(jié)的影響,全年都可以種植并采收到新鮮的蔬菜。相比傳統(tǒng)大田種植,更能實現節(jié)水 90% 的效果,并且產出的蔬菜都無農藥殘留,保障了食品安全。
此外,由于機器自動識別的標準化與準確率優(yōu)于人工,這也提升了蔬菜的品質和產量。據了解,植物工廠引入 AI 技術之后,初步估計產量提升了10%~15%;同時像種子、基質、營養(yǎng)液這類的生產資料的使用,也降低了 10%~15% 的用量。由于對專業(yè)人才依賴的降低也解放了農業(yè)專家,使其工作效率提高了 3 倍,預計一個專家從原來只能照看 20 畝地到目前能看 60 畝,甚至更多。
AI 不停,探索不止
當然,植物工廠的智能化的腳步遠未停止。談到未來,秦經理表示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)已經有了比較明確的發(fā)展方向,比如將依靠深度學習和克重識別模式結合全面的生長因子數據,對蔬菜生長進行狀態(tài)預測,以實現科學種植,提升品質。即便沒有農業(yè)專家的指導,工作人員也能了解不同狀況下應該如何去做。
目前,京東方植物工廠也在致力于將這項農業(yè)智能化整體解決方案向外輸出,而百度大腦的 AI 技術賦能無疑是至關重要的一環(huán)。
“我們的愿景是:用科技改變農業(yè),讓每個人吃得健康。”秦經理表示,“希望通過與百度大腦的合作,未來能實現完全無人的植物工廠,讓中國的農業(yè)早日實現智能化、無人化、機械化。”
專家點評
智慧農業(yè)是近年來 AI 技術的重要落地場景之一,包括農業(yè)物聯網監(jiān)控、精準農業(yè)車聯網應用、魚塘養(yǎng)殖遠程智能監(jiān)控、溫室大棚環(huán)境遠程監(jiān)控、農產品安全溯源、農業(yè)標準化生產系統(tǒng),等等。
對于廣大從事農業(yè)生產者的人來說,對農作物生長狀態(tài)的巡視、預測都是十分艱辛的工作。如果借助 AI 技術能夠更好地解決農產品的養(yǎng)殖以及安全問題,也將有助于構建智能無土栽培系統(tǒng),成功解決城市種植土地稀缺的痛點。