用AI算法种生菜，拼多多押注数字农业未来

[XiuWenTang]

本次决赛在上海崇明的光明母港垂直农业研究中心进行。莫斯提｜摄本次决赛在上海崇明的光明母港垂直农业研究中心进行。莫斯提｜摄(photo:JieMian)

早春二月春耕忙，而在上海市最大的“菜篮子”——崇明岛的一处农业研究中心，却出现了四个神秘的集装箱，这里正在开展一场没有日照与土壤的蔬菜种植比赛。

未来90天时间里，来自全国的四支参赛队伍，将在改造好的集装箱内，利用人工智能、农业种植等多学科交叉技术，种植“翠恬”生菜。这是一种因嚼起来声音清脆而得名的“水果生菜”品种Crunchy（翠恬），最终产量高、品质好、算法优且能耗低的团队将获得胜利。

在中国，传统农业通常“靠天吃饭”，但在进入现代农业后，人们通过科技能力，既提高了生产效益也降低了受自然条件的制约。

集装箱农业，实际上是最接近工业生产的形式，由于可以在任何环境下种植，纵向排列的产量是普通土地种植的数倍，这些垂直的植物工厂或许是未来解决食物匮乏问题的最优解之一。

1956年，货车司机出身的美国运输大亨马尔科姆·麦克莱恩（Malcom McLean）在发明出第一个集装箱货柜的时候肯定没有想到，未来这个改变世界贸易的金属容器会被应用在农业生产领域。

作物生长受四个要素所影响：土壤、光线、气候以及营养，这些集装箱都可以提供。目前海外的FreightFarms和Cropbox等公司经过研究，已经将一个个远洋集装箱货柜改造成了农场，他们出现在城市的楼顶、地下空间、闲置的空地上，组成一个高效率并且对环境友好的城市农业系统。

在国内，农业数字化发展逐渐受到重视。拼多多已经连续三年发起农研大赛，前两年分别选出了“草莓大王”和“番茄大王”，且相应的技术方案已经被投入到实际的农业生产中去。种植算法进入到第三年，拼多多看到在当前应对全球疫情和气候变化挑战下，更好保障新型粮食供给，成为必须直面和解决的问题。

对于此次选择在垂直农业领域进行挑战，拼多多高级副总裁朱建翀表示：“主要考虑在于，随着城市化进程的加快，以上海为代表的都市农业发展越来越多地受到土地、环境等资源要素的制约，如何在有限的资源空间内保持农业的高质量发展，是未来的努力方向。”

最近ChatGPT的爆火再次带动了大众对人工智能的讨论，参赛队伍之一Lettus Grow团队由国内设施农业领域企业北京极星农业总经理徐丹挂帅，他表示，特别不希望自己的工作未来被AI代替，但又希望AI能提供帮助、提高效率。

“如果有一天，地球需要流浪的时候，希望我们有能力把蔬菜送到星辰大海。”徐丹感叹，AI在科技农业上发挥的空间巨大。

AI与成本的博弈

推开集装箱的大门，赛博朋克式的LED灯带将箱体照得通亮，摆在面前是3x3结构的立体栽培架，每个区域都排列着预留的栽培口，箱体另一侧是环控系统，支持参赛队员通过室内环境控制技术、营养模型、算法等，远程控制作物生产所需的“温、光、水、肥、气”等要素。

由于集装箱内无法自然采光，这些LED灯带成为催生作物生长的关键。据赛事组委会介绍，四路调光灯的每一个单色频道都能实现0-100%的调节空间，以达到不同光谱和光照强度设置。

未来，在比赛中真正控制这些传统的阳光、雨水、温度、养分等因素的不是“老天爷”，而是来自四支决赛队伍的AI算法。去年8月开赛以来，光明多多垂直农业挑战赛吸引了全球30支顶尖团队、150多位青年科学家报名。初筛后，15支队伍进入初赛，经过比拼，最终四支高水平战队晋级决赛。

整套AI集装箱系统将在无人的状态下运行，参赛队员依靠网络连接的传感器和摄像头，识别判断箱内情况，挑战以更低的能耗，种植出产量更高、品质更好的生菜，设计产品最终形态，并验证商业化可行性。

对于AI在农业中发挥的作用，90后农业科学家、CyberFarmer团队的队长郑建锋认为其越来越贴近实际生产。“现在我们谈到AI时，更强调能否实现产量增长或生产成本的降低，而不是让AI技术看起来更炫酷。”CyberFarmer团队成员来自中国农业大学农业农村部设施农业工程重点实验室，他们曾摘得第一届多多农研比赛的AI组冠军。

这次比赛中，动态光合将是CyberFamer的技术创新点，通过对生菜的生长信息数据搜集，结合团队对植物光环境的研究，转化成决策算法，最终提高系统的运营效率。这个过程中，比赛成为了技术验证的试验场，也对AI的算法能力提出了更高要求。

Lettus Grow的队长徐丹认识到，自己过去实践的农业偏经验主义，有很强的连贯性，而AI技术从稳定性、可靠性以及风险可控上都比人工更靠谱。“随着比赛进程的推进，我慢慢认识到现在的算法模型也在迭代，AI也在学习我的经验。但这并不代表就要把方向盘交给AI。”

在徐丹看来，农业生产中更重要的是对植物的理解，这需要阅读植物。在AI的辅助下，精准掌握植物信息变得更容易，甚至可以通过举一反三的推演，来预测更多业态（叶态？）的生长趋势。参加多多农研比赛，徐丹想验证人工智能对于未来生产的作用。“生产中的决策有多少是可以被人工智能所代替，以及哪些可以帮助降低出错率，去提高种植效率。”

尽管AI种菜听起来是一件非常炫酷的事情，但这次比赛中不仅要看科技含量，最终要落到品质、产量、能耗、推广的比拼，在这几个要素中寻求最佳平衡点。

集装箱的环境灵活且高效，但多年来未能落地推广，背后一个很重要的难题在于成本控制。例如，普通生菜每千克的成本大约在4-8元，而水平较高的植物工厂每生产1千克生菜需要消耗10度电，产品成本或达20多元，高昂的价格阻碍了工厂蔬菜进入大众餐桌。

按照此次多多农研决赛的赛制，单位产量的平均成本都将得到测算，每一度电、每一滴水，这些所有能耗数字都将和品质一起，成为冠军团队的评判标准。

参赛队伍之一，上海交大“生生不息”团队就集结了农业工程、能源利用、机械工程、计算机科学等农工交叉学科研究力量。他们曾在上海交大“深蓝计划”项目“无能耗的海上自维持蔬菜种植平台”的支持下，基于无土、无淡水、无电源的条件，利用太阳能光伏、光热，有机结合自动控制和浮板栽培技术的系统，初步实现光、水、肥等多因素的匹配和性能优化。

因此，降低能耗正是其强项之一。“生生不息”队长、上海交通大学博导鲍华表示，能源消耗是植物工厂面临的最大的问题，电能消耗占据了52%的植物工厂成本，这其中的60%又来自于光源消耗。

“我们把集装箱看作是一个小型的建筑，可以在建筑上继续实践原先的能耗优化方法。例如优化光配方值、温度调控的能耗，看空调能耗能否在降低30%、40%的条件下，来平衡植物生长的速率，去研究一些真正能够落地的东西。”鲍华说。

上海农科院团队队长何立中对集装箱种菜也寄予厚望。此前，何立中等专家曾探索前沿种菜技术，为我国南极科考队员提供极端环境的蔬菜种植培训，在冰天雪地的南极环境下实现了蔬菜供给自由。如何实现植物工厂的高效生产及资源的充分利用，是其关注焦点。对于上海这样的超大城市，新鲜蔬菜的保存运输挑战大，如果未来能在小区、城市周边，搭建小型的植物工厂，具有很强的落地意义。

徐丹补充到，尽管植物工厂造价成本高，经济型备受质疑，但如果在餐厅、地下室里种植运输困难的高价值蔬菜，让种植到餐桌零距离，甚至不用看天吃饭，一年种植五季，AI减少人工成本，也意味着更好的应用前景。

押注农业未来

从农业起家，赛事主办方拼多多现已经成为中国最大的农产品上行平台。多年以来，拼多多对农业这一“重”领域大手笔持续投入，农产品背后全是脏活、累活，但同时也蕴含着机遇。

拼多多高级副总裁朱建翀表示，拼多多始终把农业作为核心战略，长期致力于利用新模式、新技术推动农业数字化发展，希望通过科技带来农业领域的革命性变化。

因此，在持续举办多多农研科技大赛的背后，实际也暗藏着拼多多的野心。在通过分布式人工智能体系完成消费侧精准匹配，并同时解决了农产品上行的问题后，拼多多还希望用技术变革源头，改造优化中国农产品的前端生产侧，来提高整体农业链条的价值。

前两届比赛中，相关获奖团队的科研结果、实战经验，都在积极运用到作物的实际种植过程中并转化。第一届比赛在云南高原种草莓，数字化的“无人温室”种植经验与AI技术，就被引入到辽宁一家草莓合作社，最终实现了一个人管理7-8个大棚同时产量翻倍的效果。

第二届多多农研比赛，利用跨学科种，植、计算机等技术，种植出兼顾高品质和高产量的樱桃番茄，验证了数字技术和人工智能能够切实有效赋能农业，智慧农业大有可为。本届大赛讨论的立体化种植模式，则更关注未来科技的商业化落地可能。

不过，这些只是中国农业的一小步。作为农业生产大国，中国的农业资源分散、农产品渗透率偏低，且智慧农业发展水平不高，尤其在农业装备、智慧算法等核心领域，还需要持续的创新突破。

2021年，拼多多提出专门设立100亿元农业科技专项，由拼多多董事长兼CEO陈磊担任项目一号位。旨在面向农业及乡村的重大需求，不以商业价值和盈利为目的，致力于推动农业科技进步，科技普惠。多多农研比赛，正是为“百亿农研”战略积累经验，指明未来的努力方向。

三次冠军选拔不是终点，摆在中国农业面前是一条漫长的路，需要史无前例的耐心与勇气。而拼多多正在以自己的理解，用长期主义押注农业未来。

早春二月春耕忙，而在上海市最大的“菜篮子”——崇明岛的一处农业研究中心，却出现了四个神秘的集装箱，这里正在开展一场没有日照与土壤的蔬菜种植比赛。

未来90天时间里，来自全国的四支参赛队伍，将在改造好的集装箱内，利用人工智能、农业种植等多学科交叉技术，种植“翠恬”生菜。这是一种因嚼起来声音清脆而得名的“水果生菜”品种Crunchy（翠恬），最终产量高、品质好、算法优且能耗低的团队将获得胜利。

在中国，传统农业通常“靠天吃饭”，但在进入现代农业后，人们通过科技能力，既提高了生产效益也降低了受自然条件的制约。

集装箱农业，实际上是最接近工业生产的形式，由于可以在任何环境下种植，纵向排列的产量是普通土地种植的数倍，这些垂直的植物工厂或许是未来解决食物匮乏问题的最优解之一。

1956年，货车司机出身的美国运输大亨马尔科姆·麦克莱恩（Malcom McLean）在发明出第一个集装箱货柜的时候肯定没有想到，未来这个改变世界贸易的金属容器会被应用在农业生产领域。

作物生长受四个要素所影响：土壤、光线、气候以及营养，这些集装箱都可以提供。目前海外的FreightFarms和Cropbox等公司经过研究，已经将一个个远洋集装箱货柜改造成了农场，他们出现在城市的楼顶、地下空间、闲置的空地上，组成一个高效率并且对环境友好的城市农业系统。

在国内，农业数字化发展逐渐受到重视。拼多多已经连续三年发起农研大赛，前两年分别选出了“草莓大王”和“番茄大王”，且相应的技术方案已经被投入到实际的农业生产中去。种植算法进入到第三年，拼多多看到在当前应对全球疫情和气候变化挑战下，更好保障新型粮食供给，成为必须直面和解决的问题。

对于此次选择在垂直农业领域进行挑战，拼多多高级副总裁朱建翀表示：“主要考虑在于，随着城市化进程的加快，以上海为代表的都市农业发展越来越多地受到土地、环境等资源要素的制约，如何在有限的资源空间内保持农业的高质量发展，是未来的努力方向。”

最近ChatGPT的爆火再次带动了大众对人工智能的讨论，参赛队伍之一Lettus Grow团队由国内设施农业领域企业北京极星农业总经理徐丹挂帅，他表示，特别不希望自己的工作未来被AI代替，但又希望AI能提供帮助、提高效率。

“如果有一天，地球需要流浪的时候，希望我们有能力把蔬菜送到星辰大海。”徐丹感叹，AI在科技农业上发挥的空间巨大。

AI与成本的博弈

推开集装箱的大门，赛博朋克式的LED灯带将箱体照得通亮，摆在面前是3x3结构的立体栽培架，每个区域都排列着预留的栽培口，箱体另一侧是环控系统，支持参赛队员通过室内环境控制技术、营养模型、算法等，远程控制作物生产所需的“温、光、水、肥、气”等要素。

由于集装箱内无法自然采光，这些LED灯带成为催生作物生长的关键。据赛事组委会介绍，四路调光灯的每一个单色频道都能实现0-100%的调节空间，以达到不同光谱和光照强度设置。

未来，在比赛中真正控制这些传统的阳光、雨水、温度、养分等因素的不是“老天爷”，而是来自四支决赛队伍的AI算法。去年8月开赛以来，光明多多垂直农业挑战赛吸引了全球30支顶尖团队、150多位青年科学家报名。初筛后，15支队伍进入初赛，经过比拼，最终四支高水平战队晋级决赛。

整套AI集装箱系统将在无人的状态下运行，参赛队员依靠网络连接的传感器和摄像头，识别判断箱内情况，挑战以更低的能耗，种植出产量更高、品质更好的生菜，设计产品最终形态，并验证商业化可行性。

对于AI在农业中发挥的作用，90后农业科学家、CyberFarmer团队的队长郑建锋认为其越来越贴近实际生产。“现在我们谈到AI时，更强调能否实现产量增长或生产成本的降低，而不是让AI技术看起来更炫酷。”CyberFarmer团队成员来自中国农业大学农业农村部设施农业工程重点实验室，他们曾摘得第一届多多农研比赛的AI组冠军。

这次比赛中，动态光合将是CyberFamer的技术创新点，通过对生菜的生长信息数据搜集，结合团队对植物光环境的研究，转化成决策算法，最终提高系统的运营效率。这个过程中，比赛成为了技术验证的试验场，也对AI的算法能力提出了更高要求。

Lettus Grow的队长徐丹认识到，自己过去实践的农业偏经验主义，有很强的连贯性，而AI技术从稳定性、可靠性以及风险可控上都比人工更靠谱。“随着比赛进程的推进，我慢慢认识到现在的算法模型也在迭代，AI也在学习我的经验。但这并不代表就要把方向盘交给AI。”

在徐丹看来，农业生产中更重要的是对植物的理解，这需要阅读植物。在AI的辅助下，精准掌握植物信息变得更容易，甚至可以通过举一反三的推演，来预测更多业态（叶态？）的生长趋势。参加多多农研比赛，徐丹想验证人工智能对于未来生产的作用。“生产中的决策有多少是可以被人工智能所代替，以及哪些可以帮助降低出错率，去提高种植效率。”

尽管AI种菜听起来是一件非常炫酷的事情，但这次比赛中不仅要看科技含量，最终要落到品质、产量、能耗、推广的比拼，在这几个要素中寻求最佳平衡点。

集装箱的环境灵活且高效，但多年来未能落地推广，背后一个很重要的难题在于成本控制。例如，普通生菜每千克的成本大约在4-8元，而水平较高的植物工厂每生产1千克生菜需要消耗10度电，产品成本或达20多元，高昂的价格阻碍了工厂蔬菜进入大众餐桌。

按照此次多多农研决赛的赛制，单位产量的平均成本都将得到测算，每一度电、每一滴水，这些所有能耗数字都将和品质一起，成为冠军团队的评判标准。

参赛队伍之一，上海交大“生生不息”团队就集结了农业工程、能源利用、机械工程、计算机科学等农工交叉学科研究力量。他们曾在上海交大“深蓝计划”项目“无能耗的海上自维持蔬菜种植平台”的支持下，基于无土、无淡水、无电源的条件，利用太阳能光伏、光热，有机结合自动控制和浮板栽培技术的系统，初步实现光、水、肥等多因素的匹配和性能优化。

因此，降低能耗正是其强项之一。“生生不息”队长、上海交通大学博导鲍华表示，能源消耗是植物工厂面临的最大的问题，电能消耗占据了52%的植物工厂成本，这其中的60%又来自于光源消耗。

“我们把集装箱看作是一个小型的建筑，可以在建筑上继续实践原先的能耗优化方法。例如优化光配方值、温度调控的能耗，看空调能耗能否在降低30%、40%的条件下，来平衡植物生长的速率，去研究一些真正能够落地的东西。”鲍华说。

上海农科院团队队长何立中对集装箱种菜也寄予厚望。此前，何立中等专家曾探索前沿种菜技术，为我国南极科考队员提供极端环境的蔬菜种植培训，在冰天雪地的南极环境下实现了蔬菜供给自由。如何实现植物工厂的高效生产及资源的充分利用，是其关注焦点。对于上海这样的超大城市，新鲜蔬菜的保存运输挑战大，如果未来能在小区、城市周边，搭建小型的植物工厂，具有很强的落地意义。

徐丹补充到，尽管植物工厂造价成本高，经济型备受质疑，但如果在餐厅、地下室里种植运输困难的高价值蔬菜，让种植到餐桌零距离，甚至不用看天吃饭，一年种植五季，AI减少人工成本，也意味着更好的应用前景。

押注农业未来

从农业起家，赛事主办方拼多多现已经成为中国最大的农产品上行平台。多年以来，拼多多对农业这一“重”领域大手笔持续投入，农产品背后全是脏活、累活，但同时也蕴含着机遇。

拼多多高级副总裁朱建翀表示，拼多多始终把农业作为核心战略，长期致力于利用新模式、新技术推动农业数字化发展，希望通过科技带来农业领域的革命性变化。

因此，在持续举办多多农研科技大赛的背后，实际也暗藏着拼多多的野心。在通过分布式人工智能体系完成消费侧精准匹配，并同时解决了农产品上行的问题后，拼多多还希望用技术变革源头，改造优化中国农产品的前端生产侧，来提高整体农业链条的价值。

前两届比赛中，相关获奖团队的科研结果、实战经验，都在积极运用到作物的实际种植过程中并转化。第一届比赛在云南高原种草莓，数字化的“无人温室”种植经验与AI技术，就被引入到辽宁一家草莓合作社，最终实现了一个人管理7-8个大棚同时产量翻倍的效果。

第二届多多农研比赛，利用跨学科种，植、计算机等技术，种植出兼顾高品质和高产量的樱桃番茄，验证了数字技术和人工智能能够切实有效赋能农业，智慧农业大有可为。本届大赛讨论的立体化种植模式，则更关注未来科技的商业化落地可能。

不过，这些只是中国农业的一小步。作为农业生产大国，中国的农业资源分散、农产品渗透率偏低，且智慧农业发展水平不高，尤其在农业装备、智慧算法等核心领域，还需要持续的创新突破。

2021年，拼多多提出专门设立100亿元农业科技专项，由拼多多董事长兼CEO陈磊担任项目一号位。旨在面向农业及乡村的重大需求，不以商业价值和盈利为目的，致力于推动农业科技进步，科技普惠。多多农研比赛，正是为“百亿农研”战略积累经验，指明未来的努力方向。

三次冠军选拔不是终点，摆在中国农业面前是一条漫长的路，需要史无前例的耐心与勇气。而拼多多正在以自己的理解，用长期主义押注农业未来。