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這群90后用AI給農作物“看病”

2023-11-20 08:55 來(lái)源:中國青年報 次閱讀
 
酷愛(ài)“發(fā)明”的青年創(chuàng  )客 用AI給農作物“看病”

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創(chuàng )業(yè)者打造的農業(yè)大數據平臺,利用數字化手段,幫助農業(yè)公司及農戶(hù)提供農業(yè)生產(chǎn)指導。圖片由受訪(fǎng)者提供

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在鄉村,劉奕辰團隊找到了病蟲(chóng)害防治的途徑。圖片由受訪(fǎng)者提供

  將手機鏡頭對準一株疑似出現病蟲(chóng)害的稻穗,拍照、上傳、系統識別,簡(jiǎn)單幾步后,手機屏幕上“秒速”顯示病蟲(chóng)害種類(lèi)。

  這一幕,看起來(lái)與人們平常在路邊“掃一掃”求問(wèn)“度娘”沒(méi)啥區別。而實(shí)際上,它卻是一支90后青年創(chuàng )業(yè)團隊切入生物防治、開(kāi)拓“AI農業(yè)”新藍海的渠道。年僅29歲的劉奕辰領(lǐng)銜創(chuàng )辦了湖南大匠農業(yè)科技有限公司,是這支團隊的負責人。

  他們研發(fā)的這項手機“掃一掃”識別水稻病蟲(chóng)害的新技術(shù),被農戶(hù)們形象地稱(chēng)作“植物口袋醫生”。在今年舉辦的第十屆“創(chuàng )青春”中國青年創(chuàng )新創(chuàng )業(yè)大賽(鄉村振興專(zhuān)項)中,他們正是憑借這項技術(shù)奪得金牌。

  榮譽(yù)背后,是一批青年創(chuàng )客在廣袤農村的5年耕耘。

  酷愛(ài)“發(fā)明”的青年創(chuàng )客

  劉奕辰自小就有股不安分的勁頭,中學(xué)讀書(shū)期間,他熱衷于發(fā)明創(chuàng )造。他那時(shí)發(fā)現,居家常用的掛鉤,在用膠水或其他材料固定后,既不便移動(dòng)他處,又難以調整方向和組合。于是,他“折騰”出一個(gè)組合掛鉤,掛鉤能像七巧板一樣組合,實(shí)現多種用途,順利拿到了國家專(zhuān)利,還生產(chǎn)出了成品。

  搬家時(shí),家中沒(méi)有有線(xiàn)電視,他聯(lián)想到艦艇上的旋轉雷達可以接收信號,萌發(fā)了造一臺接收機的念頭。于是找到同學(xué)湊了200元,買(mǎi)來(lái)零部件,組裝出了一個(gè)可以自動(dòng)搜索信號的小型接收機,把線(xiàn)纜插到電視機上的信號輸入口,便能搜到一些電視節目。

  看到劉奕辰沉迷其中,母親一度擔心他能否順利考上大學(xué),并多次跑到其就讀的岳云中學(xué),找到班主任老師要求“嚴管”,并強行叫停了兒子新型電視信號接收器“擴大再生產(chǎn)”的計劃。

  高考結束,沒(méi)能考上理想大學(xué)的劉奕辰,進(jìn)入湖南工學(xué)院就讀。

  在參加學(xué)?!叭锣l”社會(huì )實(shí)踐活動(dòng)時(shí),城里娃劉奕辰見(jiàn)到了一些鄉村的貧困,心里很受觸動(dòng)。他開(kāi)始思考,能不能把創(chuàng )業(yè)放在農村,讓自己的創(chuàng )業(yè)夢(mèng)想和農民的致富期盼實(shí)現“雙贏(yíng)”呢?

  作為嘗試,他來(lái)到衡陽(yáng)縣里的一個(gè)貧困村落,買(mǎi)了1萬(wàn)多只雞苗給農戶(hù)養,然后承諾回收這種土雞的蛋拿到城里賣(mài)。一段時(shí)間后,小雞基本死光,而雞蛋卻沒(méi)有看到幾個(gè)。

  這讓他認識到,農民的積極性沒(méi)有調動(dòng)起來(lái),再多錢(qián)都是打水漂。

  他決心休學(xué)1年,下鄉辦出產(chǎn)業(yè)來(lái)。從一個(gè)村里流轉100多畝土地后,他與別人合伙成立了衡陽(yáng)夢(mèng)創(chuàng )商貿有限公司。公司啟動(dòng)資金都是找熟悉的老師和原來(lái)社會(huì )上結識的朋友借來(lái)的,團衡陽(yáng)市委出面聯(lián)系市人社局,與銀行協(xié)調了10多次,最后給予了一筆小額貼息貸款。

  農村創(chuàng )業(yè)1年,劉奕辰和10多個(gè)創(chuàng )業(yè)伙伴發(fā)現,這比當年在校園做電商搞外賣(mài)還苦——大多數人曬得皮膚黝黑,粗壯的胳膊、手掌上泛黃的厚繭,與扎根的鄉村融于一色。

  兩年的苦熬終于有了成果。他們的農產(chǎn)品開(kāi)始脫銷(xiāo),每年幾百萬(wàn)元營(yíng)收,還拿到了7項專(zhuān)利,手里有了20多個(gè)商標注冊。每年用于慈善的捐助,就達10多萬(wàn)元。

  田地里“挖出”的治蟲(chóng)術(shù)

  2018年,劉奕辰團隊跟隨團衡陽(yáng)市委,在衡陽(yáng)縣曲蘭鎮搞駐村扶貧產(chǎn)業(yè),做得頗有聲色。但他發(fā)現各地農業(yè)普遍存在農藥殘留超標的問(wèn)題,瓜果蔬菜尤甚。

  多處調研后,他了解到這并非個(gè)別區域的問(wèn)題,而是普遍存在的“老大難”。其核心原因,不在于有意過(guò)量打藥,而在于絕大多數農戶(hù)不具有相應知識,其施藥操作頻次和數量來(lái)源于農藥銷(xiāo)售者的指引。而后者本身帶有天然的趨利性。

  此外,由于基層農技人員匱乏,農戶(hù)對于各種病蟲(chóng)害多不知情,也難以做到“對癥下藥”“有的放矢”。更有甚者,還買(mǎi)錯了農藥。

  直覺(jué)告訴劉奕辰,這個(gè)領(lǐng)域大有可為。那一年,他25歲。

  “我們走訪(fǎng)很多農戶(hù),稻子都割完了,家里還剩下不少農藥。有的瓜果本來(lái)只需打兩次,他們卻打了四五次?!眲⑥瘸皆诓稍L(fǎng)中告訴記者,現實(shí)的矛盾讓自己萌生了一個(gè)念頭:建立一個(gè)大數據庫,打造一名“植物醫生”,不僅可以幫助農戶(hù)找準病蟲(chóng)害的問(wèn)題對癥解決,還能減少農藥使用,讓城里的居民吃得放心。

  理想很豐滿(mǎn),現實(shí)很艱難。

  人類(lèi)與病蟲(chóng)害對抗了數千年。我國農業(yè)部門(mén)常年組織開(kāi)展“蟲(chóng)口奪糧”保豐收行動(dòng),每年集中發(fā)布蟲(chóng)害預警,提出科學(xué)性的防治意見(jiàn),并開(kāi)展統一行動(dòng)。

  然而,我國疆域遼闊,各地土壤條件不一樣,氣候條件不同,農作物病蟲(chóng)害的具體情形也不一。比如,在南方水稻種植區,常見(jiàn)的病蟲(chóng)害有稻飛虱、稻縱卷葉螟、二化螟、紋枯病、稻瘟病等。這時(shí)候,憑借千年傳承下來(lái)的“作田本領(lǐng)”,有經(jīng)驗的農民可以熟練地識別這些病蟲(chóng)害。

  不過(guò),僅僅識別病蟲(chóng)害是不夠的,還得有效防治,但在具體的生產(chǎn)實(shí)踐中,該怎么使用農藥?用多大量?很多農民達不到“精準”的程度。

  以上還只是水稻種植的單一場(chǎng)景,如果農民要改種各類(lèi)瓜果蔬菜等其他經(jīng)濟作物,隨之而來(lái)的病蟲(chóng)害,更讓耕種者痛苦不堪。

  即便是扎根農村創(chuàng )業(yè)的劉奕辰,在種植水稻、黃桃、蟠桃的過(guò)程中,也曾深受病蟲(chóng)害識別難、防治難的困擾。

  劉奕辰團隊敏銳地注意到這些問(wèn)題,并琢磨著(zhù)一項新技術(shù),能顛覆靠經(jīng)驗“吃飯”的傳統模式,讓“新手”迅速變身“老把式”,能夠更方便快捷地識別病蟲(chóng)害。

  團隊的年輕人習慣了用手機發(fā)朋友圈推廣產(chǎn)品,搞網(wǎng)上直播帶貨。移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的妙用讓創(chuàng )業(yè)者受益無(wú)窮,也因此,他們萌發(fā)了用手機識別病蟲(chóng)害的創(chuàng )意。

  他們的直接靈感來(lái)源于一款“植物掃一掃識別”的手機應用程序。一番討論下,大家形成共識:“用手機識別植物的技術(shù)已經(jīng)很成熟,能不能更進(jìn)一步,用手機拍照識別病蟲(chóng)害?”

  因緣巧合之下,他們就此切入大數據和云計算在農業(yè)領(lǐng)域的應用。2019年開(kāi)始,借鑒“植物掃一掃識別”技術(shù),劉奕辰團隊依據植物病蟲(chóng)害識別的應用場(chǎng)景,探索開(kāi)發(fā)AI算法,搭建一個(gè)包括病蟲(chóng)害圖片庫、病蟲(chóng)害防治信息庫的基礎數據庫。

  現有的團隊缺乏相關(guān)專(zhuān)業(yè)人士,于是他們抵押房產(chǎn)募資數百萬(wàn)元另立公司,從名校招募一批大學(xué)生加入。

  人工智能開(kāi)啟生物防治的藍海

  出乎意料的是,技術(shù)攻關(guān)過(guò)程中最難的不是AI算法,而是基礎數據庫的建設。為突破這個(gè)難關(guān),劉奕辰團隊與母校湖南工學(xué)院聯(lián)合組建了100多人的圖像采集隊伍,深入田間地頭采集各種農作物的病蟲(chóng)害圖片。他們還與湖南農業(yè)大學(xué)、四川農業(yè)大學(xué)及多個(gè)地方農科所合作,在引入病蟲(chóng)害圖片庫的同時(shí),聯(lián)合搭建了專(zhuān)業(yè)的病蟲(chóng)害防治信息庫。

  “我們集納了2000萬(wàn)張植物病蟲(chóng)害圖片,涵蓋水稻、小麥等39種農作物,建立了320多種農作物病蟲(chóng)害模型?!眲⑥瘸秸f(shuō),通過(guò)“算法+數據庫”的支持,農戶(hù)只需將手機鏡頭對準一株疑似出現病蟲(chóng)害的稻穗,拍照、上傳,選擇識別植物種類(lèi),幾秒鐘后,手機屏幕便閃現出病蟲(chóng)害圖片及介紹文字,并同步匹配防治方案與推薦藥物。有復雜成因的,還可以咨詢(xún)后臺的10多位農業(yè)專(zhuān)家求解。

  具體來(lái)看,“掃一掃”的過(guò)程可以分解為4個(gè)步驟:第一步是采集圖像,使用手機攝像頭拍攝“患病”稻穗的照片,確保照片清晰且包含足夠的植物特征,以便系統能夠準確識別;第二步是圖像處理,拍攝的照片被送入圖像處理算法中,提取植物病蟲(chóng)害的關(guān)鍵特征,如葉子顏色、蟲(chóng)洞形狀與大小等,用于后續的識別步驟;第三步是數據庫匹配,提取了關(guān)鍵特征,系統將與一個(gè)包含大量植物病蟲(chóng)害圖像和信息的數據庫進(jìn)行比對;第四步是識別和反饋,系統識別出與用戶(hù)拍攝的植物最匹配的條目,并將結果返回給用戶(hù)。

  目前,“植物口袋醫生”項目開(kāi)發(fā)出的應用程序對個(gè)體用戶(hù)免費開(kāi)放,全國有31萬(wàn)人注冊使用。

  “‘植物口袋醫生’擁有開(kāi)源民用病蟲(chóng)害數據庫,能夠精準識別病蟲(chóng)害,有效降低作物農藥殘留?!眲⑥瘸秸f(shuō),他們的技術(shù)有效契合了國家的鄉村振興和農業(yè)數字化的推進(jìn)。推廣中,即便免費給農戶(hù)使用,公司仍有生存之道:作為個(gè)體的農戶(hù)多會(huì )依據這一系統來(lái)甄別、選擇農資,由此可以導流相應廣告,疊加農業(yè)測繪等,足以支持其市場(chǎng)拓展。

  這一做法得到了衡陽(yáng)市委組織部門(mén)的認可,各個(gè)駐村工作隊在鄉村幫助推廣使用,贏(yíng)得農戶(hù)們的贊賞。有業(yè)內人士指出,這一技術(shù)體系得到廣泛應用后,有望打開(kāi)數字農業(yè)的一片新藍海。

  剛涉足農業(yè)人工智能不久的劉奕辰團隊,又關(guān)注到了另一契機——近年來(lái)從南到北泛濫成災的紅火蟻。

  “紅火蟻是外來(lái)品種,在野外沒(méi)有天敵。它的發(fā)展速度太快了,2019年還在廣東那一帶,現在已經(jīng)竄到了陜西?!眲⑥瘸椒Q(chēng),他自己也是受害者。這種螞蟻具有高度攻擊性,人一旦被蜇會(huì )產(chǎn)生劇烈疼痛,甚至有過(guò)敏反應。農作物也會(huì )被其破壞根莖,生長(cháng)受阻。

  劉奕辰團隊調研發(fā)現,這種小蟲(chóng)繁殖奇快,一個(gè)蟻巢多達幾十萬(wàn)只,所到之處,如洪峰過(guò)境。衡陽(yáng)乃至更多地方,受災面積不小,均需施藥根治。但病蟲(chóng)的分布、停留的位置、受災的面積,都需要大量數據來(lái)支撐判斷。由此,他們迅速與政府部門(mén)對接,利用大數據為“除蟻”提供基礎條件。

  此外,團隊成員與相關(guān)生物防治專(zhuān)家多次研究分析,對紅火蟻的來(lái)源、流向、防治方法有了掌握,形成了專(zhuān)家出技術(shù)、政府購買(mǎi)服務(wù)、公司捕捉施藥滅蟲(chóng)的鏈條?!熬珳释斗乓环N對人類(lèi)影響小的餌藥,讓紅火蟻搬回家,然后一網(wǎng)打盡?!眲⑥瘸秸f(shuō)。? (記者 洪克非)

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