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春耕時節，上海崇明正在進行一場特殊的“春耕”。
2月13日，隨著“賽博農人”隊（CyberFarmer）、上海農科院隊、生菜快長隊（Lettus Grow）、上海交大“生生不息”隊四支決賽隊伍“解鎖”賽用集裝箱大門，光明多多垂直農業挑戰賽暨第三屆“多多農研科技大賽”決賽階段的比拼拉開帷幕。
未來90天，每個團隊將操作各自的集裝箱，完成三茬“翠恬”生菜的種植。這是一種口感甜脆的全新生菜品種。根據賽制，產量高、品質好、算法優且能耗低的團隊將獲得最后的勝利。
“垂直農業集多學科交叉應用，技術高度密集，是工業和農業的結合、自然與科技的交匯。”本次大賽主辦方之一、光明母港執行董事、總經理諸偉琦表示，“希望各團隊綜合運用人工智能、作物科學、設施園藝、植物生物技術等基礎研究，探索解決立體種植技術的痛點與難點。”
作為“多多農研科技大賽”的發起方，拼多多以農業為核心戰略，長期致力于利用新模式、新技術推動農業數字化發展。“從大田到大棚，我們實現了對環境的部分控制，而封閉環境的垂直農業可以實現獨立于外界的持續食物供應。我們這次邀請聰明的大腦在‘城市農業如何用更少資源種出更多糧食’的命題上寫出自己的方案。”拼多多副總裁戴志輝說。
工農聯手組團參戰
“生菜快長、勢不可擋”、“生生不息、與日俱進”……開賽現場，來自京滬兩地的四支隊伍、20多名年輕隊員一一亮相，喊出了各自的參賽口號。
去年8月開賽以來，光明多多垂直農業挑戰賽吸引了全球30支團隊、150多位青年科學家報名。初篩后，15支隊伍進入初賽。經過比拼，四支高水平戰隊晉級決賽。
“從這些青年科學家的身上，我感受到了新農人青春蓬勃的朝氣、迎難而上的勇氣、創業拼搏的動力、奮斗成事的能力，感受到了他們對農業的熱愛。”開賽當日，大賽評委、上海市農業科學院園藝所所長朱為民頗受感染。
這次，擺在這群“高知農人”面前的是設施農業的“高端局”。種植場景從前兩屆多多農研大賽的云南高原溫室升級為純人工光、立體種植的集裝箱。
▲此次比賽使用的集裝箱垂直農場及內部基礎配套設施。 （空豆 攝）
“這個種植箱比我想象中更酷。”2月13日，推門而入的參賽隊員不免驚喜。此次賽用種植箱由中科三安改造研制，配備科研專用的四路光譜調光燈及環控系統，支持不同類型的光譜搭配以及“溫、光、水、氣、肥”的精細化控制。參賽選手可通過移動終端，對種植箱進行無人化管理。
按照賽制，這些環境要素的調控端口將開放給參賽選手。最終，所有能耗都會變成水表與電表的數字。它們將與作物產量及品質一起，成為評委打分的重要評判指標。
作為新型設施農業，集裝箱垂直農場可以實現對環境要素的全面掌控。靠天吃飯很難，“沒天可靠”是另一種難。如何精準調控集裝箱，這牽涉工學、農學等學科領域，考驗著參賽選手的“跨界”能力。
“未來，設施農業應是跨學科、跨領域的綜合體，需要大量傳感器和大數據算法作為支撐，改變目前農業以經驗種植為主的現狀。”“生菜快長”隊長徐丹表示。
大賽評委、光明母港農業總監王金華則認為，農業是一門復雜學科，橫跨植物學、生物學、機械工程、計算機等專業。“大賽考驗團隊知識儲備的廣度、深度以及不同背景隊員高效溝通、靈活變通的能力。”
目前，四支參賽團隊普遍集結了農學家、數據科學家、植物工程科學家等多個“工種”。其中，上海農科院隊與“生菜快長”隊“含農率”更高；上海交大“生生不息”隊與“賽博農人”隊“含工率”更高。他們的“工農融合能力”在相當程度決定了種植結果。
“日新月異的科技為農業發展帶來了前所未有的挑戰和機遇。”光明食品集團總經濟師邵黎明希望，“各參賽隊伍積極探索垂直農業行業發展關鍵共性問題的解決之道，推動智慧農業快速發展。”
向“每千克生菜10度電”發起挑戰
集裝箱種菜，風吹不著、雨淋不到，盡管能夠實現持續的食物供給，但成本高企是行業難題。例如，普通生菜，每千克成本大約4-8元，而水平較高的植物工廠每生產1千克生菜需要消耗10度電，產品成本或達20多元。價格阻礙了這些品質蔬菜進入大眾餐桌。
▲本次決賽在上海崇明的光明母港垂直農業研究中心進行。 （莫斯提 攝）
“我們會把集裝箱看作一個建筑，將過去積累的建筑能源控制經驗運用到集裝箱垂直農場上。”“生生不息”隊長、上海交通大學博導鮑華表示，他們希望打破學科壁壘，用全新的視角去解答農學難題。
鮑華擅長研究微納米尺度的熱量輸送及能量轉換，是一位“能耗大師”。近些年，他將專長應用于農業場景，曾與上海交大農業與生物學院合作，在無土、無淡水、無電源的條件下成功種菜，為海島等偏遠無淡水地區的蔬菜供應提供了一種解決方案。
同樣攻克過極端環境種菜難題的上海農科院隊隊長何立中對這場挑戰也信心滿滿。此前，為解決科考隊員的吃菜問題，南極長城站、中山站相繼建成蔬菜種植溫室。國家設施農業工程技術研究中心崇明基地則被選址為南極溫室的“樣板田”。在這個仿真南極條件的溫室中，何立中等專家先探索種菜技術及經驗，再傳授給科考隊員，最終幫助他們在冰天雪地里實現了“蔬菜自由”。
“全封閉垂直農業是上海農業現代化及建設全球卓越城市的重要板塊。”何立中表示，“如何實現植物工廠的高效生產及資源的充分利用是行業熱點，也是我們的研究重點。”
“設施農業還得是我們‘專業對口’。”90后農業科學家鄭建鋒帶領的“賽博農人”隊來自中國農業大學農業農村部設施農業工程重點實驗室，曾獲得“第一屆多多農研科技大賽”AI組冠軍。
備賽期間，他們曾在自己設計的集裝箱垂直農場中水培過一種類似“翠恬”的生菜。目前，他們準備優化智能化環控技術和數字化精準種植，提升生產效率。
“如何通過動態密度策略降低能耗，提高能源利用效率，非常關鍵。”“生菜快長”隊摘得過第二屆“多多農研科技大賽”冠軍。在隊長徐丹看來，數字農業的生菜種植，應依靠“人機混合智能”。“人作為溫室最高級控制者要結合人本身的經驗與孿生模型給出的建議，制定最優決策。”例如，根據傳感器監測的植物生長情況，可以不斷給植株調整“座位”，且不同密度區給予不同光強度與光配方，實現空間與光能的最大化利用。
這次比賽，選手們將向1千克生菜10度電的行業較高水平發起挑戰，究竟能將能耗降到什么程度，讓我們拭目以待。
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