拼多多草莓種植賽：算法、數(shù)據(jù)助力新農(nóng)業(yè)

10月15日，經(jīng)過近三個月的角逐，國內(nèi)首屆草莓AI種植大賽的第一賽季結(jié)束，人工智能隊整體領(lǐng)先頂尖農(nóng)人隊。

7月20日，在聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織指導(dǎo)下，由中國農(nóng)業(yè)大學(xué)和拼多多聯(lián)合舉辦的第一屆“多多農(nóng)研科技大賽”在云南昆明啟動，4支來自全球的AI隊伍、4支來自中國草莓種植強縣的頂尖農(nóng)人隊伍，展開為期120天的高原草莓種植挑戰(zhàn)賽。

如今比賽過半，第一季草莓迎來豐產(chǎn)。現(xiàn)場數(shù)據(jù)顯示：AI隊和頂尖農(nóng)人隊的草莓含糖量等指標(biāo)持平，但AI隊在產(chǎn)量上全面領(lǐng)先，平均超過頂尖農(nóng)人隊175%以上。

同時，AI隊的“算法種地”也有了階段性成果——聚類算法、圖像識別算法、碰撞算法、多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等近20種算法齊聚，有望為國內(nèi)草莓種植探索出“智慧插件”，實現(xiàn)一鍵式最優(yōu)種植。

“這次是‘人機競賽’，但也要探索人機協(xié)同，將人工經(jīng)驗數(shù)據(jù)化，為產(chǎn)區(qū)提供參考模型。”多多農(nóng)研大賽組委會負責(zé)人蘭克說，目前數(shù)據(jù)并不代表最終結(jié)果，更希望AI隊伍和頂尖農(nóng)人隊伍，能夠摸索出一套幫助中小種植者提升效益的最優(yōu)解決方案。

AI隊伍多項指標(biāo)領(lǐng)先

力爭“一鍵種植”

9月開始的第一個產(chǎn)季中，4支AI隊伍和4支頂尖農(nóng)人隊伍，在草莓產(chǎn)出上已經(jīng)出現(xiàn)了差異。

根據(jù)大賽技術(shù)支持方，云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院的專家團隊測定數(shù)據(jù)顯示，在成熟周期內(nèi)果實數(shù)量對比上，智多莓、AiCU、NJAI.莓、CyberFarmer.HortiGraph四支AI隊全面領(lǐng)先，整體均值超過頂尖農(nóng)人隊175%以上。而在平均果重指標(biāo)上，CyberFarmer.HortiGraph、NJAI.莓、智多莓3支AI隊伍均處于領(lǐng)先水平。

在云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院研究員阮繼偉博士眼中，比賽的8支隊伍“各顯神通”，很快適應(yīng)了高原氣候下的草莓種植作業(yè)，成功將云南草莓產(chǎn)季提前了60天以上。

“長江中下游草莓剛開始栽種時，大賽的第一季草莓已經(jīng)豐收，僅此一項便能填補云南夏秋鮮食草莓消費的空白。”阮繼偉說道。為了支持比賽，云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院專家團隊還提供了自主研發(fā)的種苗催花和鮮果綠色高效生產(chǎn)2項國家技術(shù)發(fā)明專利支持。

比賽的兩個月中，AI隊伍不斷探索新技術(shù)，幫農(nóng)人實現(xiàn)“一鍵種植”。

在4個獨立的AI溫室里，應(yīng)用了荷蘭騎士（Ridder）集團的智能化環(huán)境控制計算機及水肥一體化系統(tǒng)，其集成超過50套傳感器，可實時讀取溫濕度、光照強度值、二氧化碳濃度等45條生產(chǎn)環(huán)境參數(shù)，并根據(jù)預(yù)設(shè)條件對超過30條灌溉、通風(fēng)參數(shù)進行自動化控制。

40余位來自不同學(xué)科、不同領(lǐng)域的青年科學(xué)家，將通過競賽專用的API接口，挑戰(zhàn)利用創(chuàng)新算法完善各自的AI模型，用人工智能實現(xiàn)“無人值守”的草莓種植。

“通過聚類算法、圖像識別算法、碰撞算法等多種策略，我們在探索訓(xùn)練一套更聰敏的AI模型。它就好比醫(yī)生，對草莓生長、環(huán)境情況進行‘問診’，自動進行精細化的控制。”智多莓隊長程飆介紹說，AI農(nóng)業(yè)一定不是昂貴的實驗室技術(shù)，他們希望通過比賽探索出真正應(yīng)用到云南本土的解決方案，為小農(nóng)戶提供高性價比解決方案。

多多農(nóng)研科技大賽評委、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院教授李道亮認為，新一代的農(nóng)民，和上一代農(nóng)民已有很大差別，新的生產(chǎn)方式必然要顛覆傳統(tǒng)作業(yè)模式，“像這次草莓挑戰(zhàn)賽中，就要通過智能系統(tǒng)把作物規(guī)律挖出來學(xué)習(xí)，探索實現(xiàn)智能識別、智能學(xué)習(xí)、智能決策、智能作業(yè)，這也是未來無人農(nóng)業(yè)的核心。”

深耕AI農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)助力發(fā)展

人工智能有多盛行，時代需求就有多緊迫。聯(lián)合國糧農(nóng)組織預(yù)測，到2050年，全球人口將超過90億，糧食的需求量將增長70%。如何最大化產(chǎn)能，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，人工智能是解決方案之一。

拼多多的眼睛一直沒有離開過農(nóng)業(yè)。與美國標(biāo)準(zhǔn)化農(nóng)業(yè)不同，中國農(nóng)業(yè)整體呈現(xiàn)分散的小規(guī)模耕作，在整個農(nóng)業(yè)周期中，農(nóng)民都處于信息盲區(qū)，主觀意愿的判斷面臨著充滿不確定性的市場。另外農(nóng)民和消費者間的分銷流通結(jié)構(gòu)錯綜復(fù)雜，農(nóng)民經(jīng)常被迫提早收成，消費者也無法獲得同等價值的產(chǎn)品。

拼多多平臺對數(shù)據(jù)信息的集中，使得其拼團模式聚集起消費者需求，并進一步傳遞給上游農(nóng)民生產(chǎn)端。這一模式的本質(zhì)是通過對生產(chǎn)商數(shù)據(jù)賦能，給予他們更充足的時間計劃生產(chǎn)，匹配消費者需求。

2019年，拼多多的總訂單量達到197億筆，平臺農(nóng)（副）產(chǎn)品活躍商家數(shù)量達到58.6萬，同比增長142%。

拼多多新農(nóng)業(yè)農(nóng)村研究院高級總監(jiān)公澤表示，雖然國內(nèi)各個地區(qū)存在明顯的地理環(huán)境、品種品類、成熟季節(jié)的差異，但平臺可以通過消費端的變革，將6億多用戶零散、長周期的需求，迅速匯聚為短周期的批量需求。

拼多多作為中國農(nóng)產(chǎn)品上行的第一大平臺，是這場農(nóng)業(yè)變革的推動和親歷者。拼多多起家于農(nóng)業(yè)，在“拼”的基礎(chǔ)上，平臺逐漸發(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)匹配給對應(yīng)消費者。這一模式本就基于數(shù)據(jù)算法，這次的大賽只是更進一步的算法和經(jīng)驗的游戲。

拼多多財報顯示，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184%，2019年的農(nóng)（副）產(chǎn)品成交額達1364億元，同比增長109%。對數(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。

草莓種植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)進步的一小步，可能會解決小農(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。”公澤認為。

“比賽目的并不在于簡單的輸贏，而是通過老一代農(nóng)人和新一代技術(shù)的同臺，將新一代人工智能技術(shù)與農(nóng)事生產(chǎn)結(jié)合，為中國眾多的農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)帶和小農(nóng)戶，提供一種更低成本、易于操作的數(shù)字農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理方法。”公澤告訴21世紀(jì)經(jīng)濟報道記者。這又是一次人工智能驅(qū)動的成果。