赵然|「AI番茄」背后，科技农人的新图谱

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应用AI等最新技术与传统农业结合，是实现产业升级的途径。学科交叉带来技术赋能，传统行业的发展将进入新维度。
文｜骆晓昀覃柳笛
来源｜《瞭望东方周刊》
封面来源｜IC photo

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团队成员在云南“多多农研科技大赛”的温室中做现场数据采集（莫斯提/摄）
2002年，中国农业大学水利与土木工程学院教授、博导贺冬仙学成归国，她很快进入教研一线，“当时我可能劝过大部分学生：不要读博士，不要进入农业行业，工资太低了，也看不到更大的发展前景。”贺冬仙说到。
然而，此后十年，巨变悄然而至。贺冬仙的招生人数不断增加，且所有学生几乎都回到了农业科研、教学、营销等工作一线。
在她看来，设施农业的春天已经到来。这个春天将会既暖且长。
在北京种云南番茄27岁的杨浩是第二次参加多多农研科技大赛。2020年7月至12月，他作为贺冬仙团队成员，参加了第一届多多农研科技大赛，荣获AI组一等奖，在团队中负责图像识别技术的照片素材提取及草莓生长环境监测。
“第二届多多农研科技大赛种的是番茄。番茄与草莓，种植技术有区别，在栽培经验上中国农业大学都很有优势。”杨浩说到。
2021年8月，第二届多多农研科技大赛正式启动。9月21日，喜柿Hamato、番茄快长TomaGrow、农圣大脑Horti-AI和智茄CyberTomato团队，四支决赛队伍脱颖而出。中国农业大学信息与电气工程学院副教授赵然和中国农业大学工学博士杨浩是智茄CyberTomato团队的正副队长，团队参赛理念是“科技兴农”。
据悉，“多多农研科技大赛”由拼多多、中国农业大学、浙江大学联合主办，并在联合国粮食及农业组织和荷兰瓦赫宁根大学的技术指导下进行。

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位于云南昆明的“多多农研科技大赛”赛事基地（莫斯提/摄）
进入决赛的四支队伍已奔赴位于云南的“多多农研基地”，进行为期6个月的番茄种植决赛，并在番茄产量、品质、环境影响，以及算法策略、商业可行性上展开全面比拼。
“多多农研基地”位于云南省昆明市，比赛期间每支队伍的赛场是一座96平方米的阳光温室。方寸间，种植了六行此次参赛品种“荷兰Dlicious”番茄，每支队伍需选择其中一行作为比赛的测产行。
“我们选择了中间行测产，考虑光、温度、水、肥等综合因素，中间行变数最小。3个月来，这一行已经产出三批番茄共11.62公斤，不过我们自己还没尝到过呢。”杨浩说。
比赛期间，每名队员只要在自己电脑上安装一个远程控制端，就可以联通“多多农研基地”的电脑系统，根据需要控制比赛温室。因此，尽管决赛过半，参赛队员都还未踏足云南。
AI比老天爷可控智茄CyberTomato由两个小团队组成，副队长杨浩带领的博士团队负责种植生产管理，队长赵然带领的AI团队负责AI视觉技术。
杨浩的团队每天采集数据后，会分享一个包含环境、生长、植株数据的日志，以此为根据得出第二天乃至下一周的管控需求。赵然团队则会结合管控需求和图片数据、病害数据等，建立预测信息数据库。
赵然本科毕业于哈尔滨工程大学，拥有贯穿如一的工学学科背景，他笑称自己是“农业里搞计算机的老师”。
“‘种番茄’比赛中，我们尝试把AI技术应用于番茄植物信息监测。通过图片分析，预测每个生长阶段叶片、花还有果实的大概数量，叶片量用于计算蒸腾效率、光合效率等方面；而通过果实数量的预测，则能获知这串果子能否成为合格商品，只有每串8到16颗的番茄果串才是符合标准的商品果。”赵然说到。
通过视觉技术试别果实、病虫害等问题后，“多多农研基地”的工作人员根据相应信息人工处理相关问题。“与单一视频监控不同，计算机通过图像和数据库分析判断并指出问题，实现了全自动过程。只要温室种植智能化程度足够高，机器人或一些机械装置也将有条件介入，自动去除有病植株、叶片和果实，这是未来的发展方向。”赵然说。
尽管农业是最传统的行业和学科，农业问题却也是最复杂的问题之一。现代工业环境相对可控，而农业生产“仰以鼻息”的气象信息、光照条件等都不可控。如何应用先进科技与农业生产相结合，促进农业更新换代，是摆在这一代年轻科学家面前的大课题。