紫金財經9月23日消息 “采用可移動垂直吊掛栽培架，能充分利用集裝箱內70厘米的過道，提升實際種植面積”?！巴ㄟ^高速流動的液體將植物燈產生的廢熱導入集成管道，可以實現(xiàn)冬夏反向調溫，降低能耗”?！安捎梦迕姹亍㈦p面彩鋼卷板和高效制冷機組合，預計綜合能耗能夠降低25%”……
9月20日，2024光明多多垂直農業(yè)挑戰(zhàn)賽暨第四屆“多多農研科技大賽”決賽在上海崇明的光明花博邨啟幕。在“爆改”集裝箱的現(xiàn)場答辯環(huán)節(jié)，6支決賽隊伍不約而同地反復提及節(jié)能、減耗、創(chuàng)新等關鍵詞，以展示各自的新思路和商業(yè)化價值。
▲上?；ɑ軋@藝有限公司副總裁蔡臻，光明食品集團總經濟師邵黎明，浙江大學黨委常委、統(tǒng)戰(zhàn)部部長葉恭銀，上海市農業(yè)農村委員會黨組成員、副主任、上海市鄉(xiāng)村振興局副局長夏明林，上海市農業(yè)科學院黨委副書記徐偉林，“多多農研科技大賽”項目負責人韓帥共同為活動啟幕。楊小慧|攝
為推動農業(yè)新質生產力的發(fā)展，從農業(yè)起家的拼多多自2020年起牽頭舉辦“多多農研科技大賽”，迄今已主辦四屆。今年是拼多多連續(xù)第二年攜手光明食品集團，聯(lián)合中國農業(yè)大學、浙江大學，在去年開展集裝箱植物工廠種植比拼的基礎上，將植物工廠設計、改造的主動權交給參賽隊伍，探索這一設施農業(yè)“高階版本”蘊含的更多可能性。
大賽自3月底開啟招募以來，16支參賽隊伍、142名來自不同學科背景的國內外青年專家同臺競技。最終，賽博農人隊、上海農科院隊、墨泉隊、葉菜俠隊、綠葉先鋒隊、室墨司源隊成功闖入決賽。過去40多天里，6支隊伍已完成集裝箱改建環(huán)節(jié)的較量，接下來將進入AI種植這一核心環(huán)節(jié)的比試。
“植物工廠是農業(yè)數(shù)字化的前沿板塊，也是近年來農業(yè)高新技術成果落地應用的活躍領域?！敝袊こ淘涸菏?、國家農業(yè)信息化工程技術研究中心主任、首席專家趙春江認為，大賽匯聚了全球青年農業(yè)創(chuàng)新人才和成長性很好的農業(yè)科技企業(yè)，促進了農業(yè)前沿技術交流和創(chuàng)新，推動了一系列科研成果的實際應用與推廣，為農民增收和產業(yè)發(fā)展注入了新動力。
創(chuàng)新時刻
8年前，90后秦楚漢第一次“手工改建”植物工廠。他在建材市場購買木材，鋸出雛形，再用紙袋包裹，底部挖幾個孔洞，放入水箱，一個簡易的“番茄工廠”就完成了。那時，作為計算機高材生，種植是他的愛好。
從興趣出發(fā)，秦楚漢不久后轉行成為“代碼種菜”中的一員，嘗試將AI技術應用于傳統(tǒng)農業(yè)。9月20日的比賽現(xiàn)場，他帶領的墨泉隊和那“張牙舞爪”的創(chuàng)新機械吸引了全場目光——這是一個長5米、高度超過2.4米的巨型裝置，至少4組半徑約30厘米的滑輪組拉動鉸鏈，帶著逾兩米長的食品級不銹鋼種植槽緩慢旋轉。
▲墨泉隊融合中西方技術的旋轉式栽培架吸引了全場目光。李傲|攝
這種歐美技術風格的旋轉式種植架在國內并不常見，研究植物工廠多年的中國農業(yè)大學教授、本次賽事評委之一賀冬仙也坦言，“這支隊伍的特色在于中西方融合技術的創(chuàng)新”。
這套裝置中，大到架構設計，小到滑輪組件，都凝聚了隊員的巧思?！霸诳臻g利用率、氣候一致性、采摘便捷度等方面，旋轉式栽培架有自己的優(yōu)勢。”秦楚漢說，由于飲食習慣及經濟發(fā)展的差異，歐美植物工廠的設計理念與國內流行的日本流派，差異很大?！皣鴥戎参锕S團隊散在全國各地，通過大賽，大家聚在一起，背靠背交流，很有意義。我們把在加拿大學習、創(chuàng)業(yè)期間積累的想法、創(chuàng)意帶回國，帶到大賽上，算是拋磚引玉?！?/p>
這場為植物工廠產業(yè)發(fā)展攻堅克難而設的大賽是一個鼓勵創(chuàng)新、激發(fā)潛能的舞臺。利用哪些前沿技術、設計怎樣的創(chuàng)新方案去挑戰(zhàn)集裝箱種植這個垂直農業(yè)賽道的天花板，是比拼的核心。
作為上一屆比賽的冠軍，上海農科院隊圍繞創(chuàng)新的步子是否應當邁得大一些有過反復討論。最終，他們更改設計，落地了一套總共6層的可移動式垂直吊掛栽培架。從植株的育苗期到成長期，這些架子逐漸展開，可為每架生菜留出20厘米的生長間距，整個空間至多種植1600余株生菜，是目前6支隊伍中種植數(shù)量最“激進”的方案。
▲上海農科院隊可移動式垂直吊掛栽培架在植株成長期能延展開。李傲|攝
“如果采取保守策略，我們可以做成不可移動的常規(guī)植物工廠，但這又有什么挑戰(zhàn)性？”上海農科院隊隊長苗辰表示，比賽是交流研究技術、落地創(chuàng)新成果的契機，“向著衛(wèi)冕冠軍的目標，我們必須更加大膽地創(chuàng)造”。
賽場中涌現(xiàn)的“金點子”不止于硬件改造。依托國家農業(yè)智能裝備工程技術研究中心和北京市農業(yè)技術推廣站聯(lián)合組建的綠葉先鋒隊，11名隊員，人均博士。在改造環(huán)節(jié)，他們創(chuàng)新性地取消了集裝箱內的獨立設備間，將種植面積提升至87.9%；在種植環(huán)節(jié)，當手機已成為如今的新農具，他們決定利用箱內的攝像頭，開啟集裝箱種菜直播。
“通過直播，可以實時展示箱子內的前沿農業(yè)技術，其間，我們會解答網(wǎng)友的即時提問、科普農業(yè)知識，培養(yǎng)公眾對農業(yè)的興趣和支持。”綠葉先鋒隊執(zhí)行負責人于景鑫說，“看一棵菜慢慢長大，這本身也是治愈心靈的過程?！?/p>
與大賽共成長
賽博農人隊的楊浩是這個賽場上的老面孔，不過，他今年有了新身份。在隊員的一致推選下，他成為了新任隊長?！八膶么筚愗灤┝宋业恼麄€博士階段，從在師兄帶領下做數(shù)據(jù)采集、核算工作，到如今帶隊參賽，它是推進我博士課題研究的原動力?！?/p>
多次斬獲佳績的賽博農人隊從2020年首次參賽至今一直堅持“對話植物、高效生產”的理念。其核心原理是，通過監(jiān)測集裝箱內二氧化碳與水的消耗量判斷整個環(huán)境是否適合植物生長，同時借助機器視覺輔助判斷植株是否健康，并據(jù)此進行環(huán)境調控。這套思路被沿用至本次比賽，但同時也嵌入了更多創(chuàng)新的環(huán)境技術。
比如，為實現(xiàn)高產、質優(yōu)、降本，他們將空調內嵌于集裝箱壁，并接入外界冷源系統(tǒng)。當室外溫度低于室內5度及以上，系統(tǒng)將自動引入外界冷源進行降溫，從而減少空調負荷，降低能耗。
▲進入決賽6支隊伍的集裝箱植物工廠已在光明花博邨投入使用。李傲|攝
上一屆的生生不息隊也在賽事中不斷成長，組建了新賽季的室墨司源隊。這支以上海交通大學師生為核心的隊伍具有濃厚的工科背景，在能耗智能管控方面具有突出優(yōu)勢?！吧蠈帽荣悾覀冊谥参锷砟Ｐ头矫嫦蚱渌麍F隊學習了很多。再次參賽，我們希望繼續(xù)積累實戰(zhàn)經驗，未來能夠打造一個讓任何希望利用植物工廠技術種植蔬果的團隊都能高效操作的開源平臺?！标犻L熊元科表示。
作為工科團隊的代表，熊元科在決賽首秀中帶來了諸多“腦洞”，比如，層架式栽培與動態(tài)導軌的組合、節(jié)能率達到25%-35%的新型反光膜、預計能讓作物生長提速60%-70%的椰殼腐殖土，以及準備讓作物聽上音樂，觀察具體聲波或赫茲對植物吸收養(yǎng)分的影響。
經過四年的發(fā)展，多多農研科技大賽已從探索期邁向了更加注重實際應用和產業(yè)化發(fā)展的新階段，也因此吸引了更多“產業(yè)派”團隊的加入。
首次參賽就闖入決賽的葉菜俠隊來自“中國蔬菜之鄉(xiāng)”壽光所在的山東濰坊。據(jù)隊長解曉巍介紹，公司2020年成立以來，專注于沙拉菜、中國菜、中草藥材、合成生物等綠葉草本類作物標準化生產工藝研究，目前已經在日本、韓國、阿魯巴、泰國等國家和地區(qū)落地植物工廠模式。
▲葉菜俠隊在每個種植單元安裝了遮光簾來縮小不同位置的光強差。李傲|攝
得益于過往積累，該團隊僅耗時8天就完成了集裝箱改建的硬件交付，是速度最快的團隊。與一些“學院派”從最大化提升產量切入比賽的視角不同，解曉巍更看重對植物和種植者的友好度。例如，他們?yōu)槊總€種植單元安裝了遮光簾，配備了專屬的空調風管，讓作物擁有“五星級”的居住體驗；又如，在其他團隊極力簡化設備倉做大種植倉時，他們卻設計了工具豐富，且全部標簽化處理的設備間，希望種植小白也能無障礙操作。
“這場比賽并非軍備競賽，不僅僅是為了攀登技術高點，還要保障整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性，實現(xiàn)自主生產，同時降低種植門檻，展現(xiàn)出方案的商業(yè)想象力?！苯鈺晕≌f。
以賽促研，推動植物工廠產業(yè)破局
“想要實現(xiàn)農業(yè)大國向農業(yè)強國的華麗轉變，智能裝備一定是主力軍?！闭雇@場充滿想象力的決賽時，賀冬仙說道，“在智能裝備的基礎上，利用AI技術顛覆傳統(tǒng)的農業(yè)生產方式，植物工廠一定是最具顛覆性的重要體現(xiàn)，也是生產力向新突破的典型范本?！?/p>
與靠天吃飯的傳統(tǒng)農業(yè)不同，集裝箱植物工廠不僅不受天氣影響，還擁有一套“智慧大腦”，操作人員動動手指，就能完成整個空間內的澆水、施肥、調光、補溫等工作。
為了展示不同燈光和栽培架轉速下生菜的生長狀態(tài)，秦楚漢掏出手機輕觸屏幕上的幾個按鍵，集裝箱內燈光立刻從藍色變成紫色，栽培架轉動速度明顯快了起來?！斑€需要更快嗎？”他笑著表示，可以一鍵控制。
另一邊，綠葉先鋒隊采用了大模型和小模型的組合，實時監(jiān)控集裝箱內各項環(huán)境指標，并給出調整方案。臺風來臨前的上海，濕度較高、體感悶熱，生菜也急需“降溫”。大模型午后向于景鑫發(fā)出“降溫提醒”，小模型迅速跟進提示“通風20分鐘”，他只要點擊“確認”按鈕，生菜就可以散熱了。
每支入圍決賽的隊伍都有自己的AI技術特色，“一鍵種菜”的科技夢想正在照進現(xiàn)實。在新時代背景下，保障農產品供給安全，不僅需要培育良種良田，更需要創(chuàng)新良法良機。其中，良法是先進的種植技術、管理方法等，而良機則是現(xiàn)代化農業(yè)機械設備和智能化農業(yè)科技裝備等。
在出席9月21日上午舉行的青年科學家沙龍時，上海市農業(yè)農村委員會科技處處長徐杰也表示，植物工廠是上海市重點布局的農業(yè)科技新賽道之一，需要綜合運用機械、AI、生物等學科交叉技術，開展協(xié)同創(chuàng)新，并推動高校、科技機構與企業(yè)的深度合作，加快實現(xiàn)產業(yè)化應用。
▲上海市農業(yè)農村委員會科技處處長徐杰在青年科學家沙龍上做分享。劉云|攝
多多農研科技大賽始終圍繞良法良機不斷展開前瞻性的創(chuàng)新與嘗試。從第三屆開始，比賽場景從玻璃溫室升級為集裝箱植物工廠，對垂直農業(yè)和智能裝備進行探索。賽事合作伙伴光明食品集團的加入也預示著平臺經濟與實體經濟從線上線下的產銷對接開始向農業(yè)科技研究領域縱深發(fā)展。
“光明與拼多多合作舉辦挑戰(zhàn)賽，就是要把農業(yè)科研與產業(yè)打通，把實驗室與市場打通，通過農研競賽搭建舞臺，創(chuàng)建產學研合作平臺，吸引匯集更多優(yōu)秀科研團隊和科創(chuàng)企業(yè)投身科技農業(yè)?！惫饷魇称芳瘓F總經濟師邵黎明表示，“要鼓勵創(chuàng)新，讓青年科學家在比拼的氛圍中，大膽想、大膽做，把新的理念和思路都體現(xiàn)出來，在不同的方法路徑上碰撞出靈感的火花?！?/p>
“今年的決賽正好是南北方各三支隊伍參加，而且都有一家大學、一家研究所、一家企業(yè)。大家呈現(xiàn)的改建結果與種植方案，各不相同，可謂‘百家爭鳴’?！辟R冬仙表示，“搞科研，不光要會寫論文，還要面向產業(yè)、服務產業(yè)。這個比賽最重要的意義就是結合產業(yè)難題，在年輕人當中掀起創(chuàng)新風潮，把他們的熱愛與活力激發(fā)出來?！?/p>
在9月21日下午舉行的“話少年：預見不同的自己”主題沙龍上，這群追夢的年輕專家通過分享對話，又在一批中學生的心中播下了三農的種子。實地參觀集裝箱植物工廠后，好奇的學生們都在思考“如何將垂直農業(yè)搬進校園”?！拔木吆小⒌V泉水瓶都可以嘗試作物栽培和生產，只要加上營養(yǎng)液，蔥蒜及菊科植物都是比較好實現(xiàn)的?！鄙虾＾r科院隊代表鼓勵學生們發(fā)揮想象、多動手嘗試，在實踐中找到現(xiàn)代農業(yè)的樂趣。
“青年人才的創(chuàng)新思維、科技能力和科研精神對于農業(yè)新質生產力的發(fā)展至關重要?！逼炊喽嗉瘓F高級副總裁、首席發(fā)展官朱政表示，多多農研科技大賽致力于探索具有前瞻性的農業(yè)發(fā)展新路徑?！拔覀兿Ｍ膭钤絹碓蕉嗟那嗄昕茖W家投身到農業(yè)領域，打破行業(yè)壁壘，利用技術專長，跨界賦能，為農業(yè)注入新活力。”
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