浇水不湿手，种菜不下田，丰收不问天——这些充满“不可能”和“混搭感”的场景，如何变得“通情达理”？
答案是：用AI（人工智能）种菜！
在温光水气肥高度可控的植物工厂内，草莓、番茄、生菜晒着最适宜成长的人工光、喝着最“对胃口”的营养液，种菜人不必亲临现场，通过深度相机、电子传感系统等便能与植物“在线相见”，再根据植物实际长势和算法模型，像“炒股”一样，在操作系统中调控温度、湿度、光照、二氧化碳浓度及营养液等，让植物哪怕外界寒冷酷暑、刮风下雨，都能得到适宜的成长环境。
“随着农业传感器、机器视觉、知识图谱、决策模型等技能的快速发展，AI在农业上的运用正在铺开。”全国人大代表、中国工程院院士、中国科学院亚热带农业生态研究所首席研究员印遇龙说，“智能技能手段可以改进农人的事情条件，彻底颠覆传统的农作办法，代表了未来农业的发展方向。”
未来已来。
人能与植物对话
郑建锋是一名“90后”，在中国农业大学度过了本科、硕士、博士光阴，如今在该校农业屯子部举动步伐农业工程重点实验室从事博士后研究。
你猜，他的专业课有哪些？
“我们要学农业建筑学，类似于土建专业，由于涉及盖温室；要学植物学、作物栽培学与垦植学，植物生理、无土栽培都会涉及；农作物成长所需的温光水气肥，每一个环境因子都是一个学科方向，比如传热学、光生物学、水利科学、流体力学、营养液管理，等等。”郑建锋先容，“随着农业科技的发展，我们专业也在与时俱进，加入了大数据、云打算、编程、单片机等课程。”
为什么研究种菜，也须要学习编程？
靠天用饭，一句话道出农业生产对环境的依赖。而农业发展的方向，就在于通过调控和改进生物成长环境，使动植物、微生物的成长向着对人类有利、知足人类需求的方向发展，使农业产量、品质更加稳定可控。而当我们能通过AI调节温光水气肥，通过算法模型赞助栽种养殖策略，就相称于给了动植物适宜不同成长阶段的“智能太阳”“知心食粮”“及时雨”……
智能装备和技能，也将成为“新农具”。
眼下，郑建锋正带其实验室其余5位师弟师妹，参加拼多多和光明母港携手举办的第三届“多多农研科技大赛”。比赛规则颇为新颖：4支入围决赛的军队，在同一规格的集装箱植物工厂内，“远程”栽种同一品种的生菜，90天后，产量高、能耗低、品质好、算法优者便告得胜。
由于成长在集装箱内，这些生菜“不见天日”，但参赛者通过调节红黄蓝光光谱、形成“光配方”，可以让生菜“吃饱喝足”、茁壮发展。“这是海内首次举办完备人工光型植物工厂栽种比赛，乃至在国际上也尚属少见。”多多农研项目卖力人说。
操作办法也很新奇，不湿手也不沾泥，参赛者只需在远程掌握系统中调度各项设置，便能遥控集装箱内部环境。
研究视觉模型的、卖力营养液调配的、主管成长和生理信息检测的、设计植物巡检机器人的……“大师兄”郑建锋组的这支军队，大家独当一壁，合起来便很“全面”。
“我们的参赛策略，便是‘与植物对话’，它之所需，我之所予。”郑建锋说。
通过立体成像的深度相机，逐日采集生菜的成长和生理数据，除了能更精确地丈量个头变革，还能通过每天接管的二氧化碳量，测算它的光合速率。
“‘与植物对话’实质上是一套智能环控系统，通过采集剖析植物的成长和生理信息，我们就理解了植物；再通过模型比对和预测，就知道了它的长势快慢、生理需求，从而判断下一步要给它什么样的环境条件，看营养液该怎么配比、光配方该怎么调度、该多给点水还是少升点温，赞助栽种决策。”队员杨浩说。
在南极也能种菜
由上海市农业科学院园艺所及信息所的青年专家何立中、王虹、钱婷婷等6人组成的另一支参赛军队，有一个亮眼标签——曾辅导我国科考队员在南极栽种蔬菜。
南极极度恶劣的环境，以及极昼极夜过渡的分外情形，让“吃上新鲜蔬菜”长期以来成为科考队员们遥不可及的梦。而这个梦，几年前成真了。
2014年、2015年，南极长城站、中山站相继建成温室。由于驻站职员多为科学家、年夜夫等，鲜有栽种履历，国家举动步伐农业工程技能研究中央在上海崇明基地1：1建造了仿照温室，何立中等蔬菜学或园艺学博士在南极仿真条件下，教科考队员如何在极地种菜。
“种什么菜、怎么能种得好，都要根据极地不断变革的情形，动态调度栽种策略、栽种方案。我们会选好种子，分门别类配好肥料，让科考队员带着出发。”何立中说。
在南极温室，驻站职员碰着栽种难题，也会将蔬菜图像及成长数据传回崇明温室内，由何立中等人诊断剖析，供应“保姆式”辅导。
得益于这种不受外界影响、环境因子可控的植物工厂栽种模式，身处“生命禁区”的科研事情者，也吃上了番茄、黄瓜、茄子、青菜，成功收成过西瓜、草莓，还“点过菜”，请专家们辅导栽种营养丰富、采收周期短的西蓝花芽苗菜。
集装箱也好，南极温室也好，都属于立体植物工厂，像超市货架般一层层、“肩并肩”地栽莳植物。把农业“竖”起来，可以增加单位面积的栽种收益，也折射出植物工厂的“天生追求”——降本增效。
植物工厂的本钱，紧张在能耗、人工和设备折旧三方面，个中，为植物成长供应光照、温度的电能本钱占大头，这也就成了降本钱的重点。
“比如一个叶片，它截获了多少微摩尔的光，光又让它产生多少毫克的糖，糖再转化成多少毫克的淀粉，这中间的转化过程便是它的机理，我们通过数学办法把机理过程描述出来，就形成了植物生理模型。”钱婷婷说，“能不能投入更少的光产出更多的生物量，提高光能利用效率，把耗电量压减下来，是团队技能水平的主要表示。”
相对付大田栽种，目前植物工厂的栽种本钱还是较高，以是更适宜栽种成长发育较快、附加值高的植物，比如高品质水果、药用植物。
“由于植物工厂的环境封闭，外界病虫害进不来，以是没必要打农药；并且，由于生产过程可控，可以人工调节营养身分，生产适宜老年人、孕产妇、婴幼儿、肾病患者等有分外需求人群的蔬菜。”王虹认为，安全、高品质是植物工厂栽种模式的上风所在。
新农夫的变与不变
“这些用AI种菜的青年专家、‘90后’博士是范例的‘聪慧新农夫’。他们理念前辈、创新意识强、有知识有梦想，能起到很好的引领浸染，助推我国农业当代化插上科技的翅膀。”全国政协委员、中国工程院院士、湖南省农业科学院院长单杨说。
科研院所、实验田间，一批批专家学者、博士硕士正研究如何种菜，而当他们取得研究成果、探出一条新路交给农人时，农业生产的门槛就会越来越低，前景越来越广。
“智能环控是一种通用技能，随着大数据、云打算、深度学习等技能以及传感器等设备性能的进步，AI种菜会越来越靠谱，能自己制订和调度栽种策略，利用起来更加便捷。”郑建锋说，现在已经涌现了微型人工景象箱，能知足都邑人“阳台种菜”的需求。
不再“靠天用饭”，那么祖祖辈辈口传心授的“四季歌”、履历之谈，就不再有代价了吗？
几位新农夫异口同声地否认。
“我们的模型便是基于数据、基于履历构建的，很多老农凭履历就能把地种得很好，我们研究的便是这种履历背后的机理，履历也是AI学习的养料。”钱婷婷阐明。
现阶段，AI可以成为农业生产强有力的赞助，但远不敷以替代人。“一个懂算法、懂互联网技能的人，再加上一个有履历的农人，制作出来的设备或模型该当会很有上风。”郑建锋说。
如果给未来的农人画像，该当是什么样？
“未来，农人该当会成为一种时尚的职业，可以不下田，只须要在手机上操作，用数字化办法遥控多种智能装备从事农业生产。农人本人也并不一定要有农业专业背景，由于聪慧农业的运用里面应该包含专家系统，碰着问题，相应的专家团队能够快速在线办理。”上海市农业科学院副院长赵志辉说，“虽然农人本人便是在线操作、按按钮，但他并不是流水线上的工人，而更像是工厂车间的生产经理，每个环节都可以找到最专业最得当的人来做，他扮演生产管理者的角色。”
（ 王若辰 参与：刘芳洲）
来源： 新华逐日电讯