近日，2024光明多多垂直农业挑战赛暨第四届“多多农研科技大赛”于上海落下帷幕。本次大赛汇聚了16支参赛队伍、142位国内外优秀青年专家学者，参赛队员覆盖农艺、软、硬件工程、算法工程、商业推广等领域，最终有6支参赛队伍成功闯入决赛。
作为拼多多在数字农业、智慧农业领域的重要尝试之一，“多多农研科技大赛”已经连续举办四年。从云南的高原温室，到上海的植物工厂；从草莓、番茄，到生菜；从传统种植到AI种植；从成品集装箱到自主设计建设，大赛始终围绕设施农业攻坚克难，旨在吸引更多科技人才和企业参与到现代农业创新发展中来，推动传统农业转型升级，促进高质量发展。
“多多农研科技大赛，自启动以来，便承载着探索农业科技新边界、赋能现代农业转型、助力乡村振兴的使命。”拼多多高级副总裁、首席发展官朱政表示，各支队伍通过自己的钻研和探索，证明了数字技术和人工智能能够有效赋能现代农业，智慧农业不仅大有可为，更是未来农业发展的必然选择。
一、“新农人”齐聚，在交锋中不断突破
今年比赛，各参赛队伍比拼的是种植散叶生菜品种“优雅”，种植挑战赛共持续150天，其中，前100天为集装箱设计、建设、设备调试与种植测试环节，在此期间参赛选手可自由进出比赛集装箱，后50天进入实际种植阶段，参赛队伍不允许进入箱内。种植挑战赛对实际种植阶段（后50天）成果量化评分，并邀请大众评审匿名品鉴、打分。最终，组委会从设计与建设、种植成果系统稳定性与经费控制、路演与文本总结四个部分评分，依据加总分数决出本届大赛的名次和奖项。
上海市农业科学院园艺所所长、上海市绿叶蔬菜产业技术体系首席专家朱为民向记者介绍，集装箱植物工厂在产业中的特殊之处在于，生产的蔬菜品质相对高，安全，可以优化产业链。并且占地面积小但产量高，可以放置在居民区、商场等场景，直接为消费者提供新鲜优质安全的蔬菜。
本次进入决赛的共有6支队伍，分别是赛博农人队（Cyberfarmer）、上海农科院团队、墨泉队（MARY）、叶菜侠队（Leafyman）、绿叶先锋队、室墨司源队。参赛队员的背景丰富，不仅仅有来自专业院校的“学院派”，为了攻克植物工厂产业化过程中的难点，本届大赛吸引了更多“产业派”队伍参赛。
其中，赛博农人队队员都是来自于中国农业大学农业农村部设施农业工程重点实验室下的植物生理环境研究室。赛博农人队的队长杨浩向记者介绍，他们的专业是农业生物环境与能源工程，属于工农交叉学科，在他博士五年间，前期一直学种植各种各样的作物，既要具备农学知识，也要结合工科的基础。叶菜侠团队则是来自一家专门做农业的植物工厂和做水培系统的公司，在参赛前他们也有犹豫，担心比赛会耽误公司业绩，但最终还是决定参赛。
墨泉队更为特殊，队长秦楚汉是计算机科学系毕业的，之后在智能硬件创业公司工作，专攻AI方向。来自上海交大的室墨司源队则以能源与动力专业为主，也有做农业、设计和材料的队员。
上海市农业科学院副院长赵志辉表示，现代化的农业，已经是一门涉及多学科交叉应用的复杂生产部门，既需要传统农学的科学经验，也需要软件、机械、人工智能、物联网等多种现代科技的综合支持。
中国农业大学校长、中国工程院院士孙其信同样提到，全球的创新进入了自1850年第一次工业革命以来，有人形容是第四次科技创新浪潮。这次的全球创新，它凸显了以人工智能和生命科技为代表的交叉融合的创新模式。
大赛6支获奖队伍的丰富背景正符合这一发展趋势。在交叉融合中，仅有20英尺的集装箱内，各支参赛队伍发挥自己的长处，通过对植物生长模型、营养液、水肥管理、植物视觉识别、植物栽培管理系统、能耗等方面的分析、设计以及调控，在单产、总产、效率上都做到了突破。
上海农科院团队一茬生菜总重突破300公斤，超出预期一倍，成绩斐然；赛博农人队单位种植能耗仅12.25kWh/kg，处在国内领先水平；叶菜侠队单株生菜均重超300克、最大株重达460克，在业内难得一见。
二、以赛促研，创新成果涌现
在不同队伍的交锋中，不同学科、不同技术也在发生碰撞和交融，涌现出一批颇具实践意义的创新成果。大赛不仅是比赛舞台，也成为了未来合作、科研交流的平台。
作为本次大赛的一等奖的获奖团队，赛博农人队将箱体和自然环境视为一体来研究方案，创新融入了冷源接入、冷凝水回收等系统。
队长杨浩介绍，团队的集装箱主要由密闭式围护结构、空调节能系统、立体光照种植系统、智能环控系统、营养液调控系统五大方面组成。此次比赛，赛博农人队专门为生菜的生长开发了白红LED专用灯具，LED光效可达2.0微摩尔/焦耳以上，这款灯具也具备了光环境可控、发光效率高、电能消耗少、使用寿命长等特点。此外，他们还开发了一个远程控制系统，实现了云边式一体化的设计，用户可以随时随地查看现场的数据，并进行一些反馈控制。
11月29日前后，上海迎来一波降温，团队开启了冷源接入系统，空调日能耗环比前日降低了50%，如果降温更早，团队总能耗可以降更低。此外，生菜在生长后期蒸腾作用更强烈，团队的冷凝水回收系统也发挥了极大作用，日回收水源约20升，没有再注入过更多水，团队也是6支队伍中耗水量第二少的。
室墨司源今年则自研了一套全自动智能化运行的种植架系统，巧妙融合了硬件和软件，让光强、温度、湿度、营养液配比、二氧化碳浓度等关键参数的监控和执行都由可编程逻辑控制器（PLC）统一管理，同时利用树莓派操作系统来与作为中央通信枢纽的交换机连接，实现无人运行和远程监测、控制。以前做物联网监控可能需要一个价值3000元的PLC，而用树莓派操作系统后只要一个几十元的继电器就可以，成本降了几十倍。
熊元科队长介绍，有了一体化系统，团队就可以有非常大的自由度和灵活度去进行软件系统的开发，不用再请额外的供应商去帮我们定做软件。
目前来看，智能AI种植完全替代人和经验还很难实现。但在部分环节，比如通过图像识别，开放识别作物的生长状态，用于环境控制、水肥管理等已有应用空间。绿叶先锋队队员孙维拓认为，未来如果能够将AI智慧管控真正用在生产实践中，植物工厂肯定是最有可能的一个场景。
要实现这一点，他们认为有三个方面需要突破。其一是模型算法，比如植物工厂的环境模型，描述室外环境控制结构对生产环境的影响，还需要作物生长模型，然后进行集成，构建植物工厂作物生长的过程模型，再搭建适用的智能控制算法，就可以更容易实施部署智慧管控。其二，要实施模型和算法，必须要有适配的控制器。以此为基础，通过智能控制算法，在云端或边端给出智能决策。其三是各个设备的稳定性，这也是植物工厂的优势。与传统高端的连栋温室、室外大棚等等相比，植物工厂的设备更标准化，更有利于实施智能控制。
三、不仅仅是比赛舞台，也是走向商业化的跳板
比赛虽然已经结束，但是团队们的创新成果和方案没有仅仅留在大赛中，部分团队方案已经投入商业化或迎来合作意向。往届大赛的优秀成果和种植方案，亦已逐渐在部分农业产区进行运用，大赛中产生的农业科技创新的成果正在不断落地推广。
多多农研科技大赛为参赛队伍提供了走向商业化、产业化的平台。
目前，赛博农人队第一届比赛中沉淀的基于DLI的移动式补光技术已经申请了国家发明专利，应用于北京小汤山现代农业科技示范园，在示范园区的5000平方米草莓薄膜连栋温室得到落地，种植出的草莓成色喜人。其基于离子浓度的营养液精准调控技术也申请了国际专利，目前正在与北京首农翠湖智慧农业创新工场进行合作，在他们的玻璃连栋温室种植番茄。
墨泉队参赛的这套方案也获得了不少市场主体青睐，其正在与上海餐饮企业合作，尝试种健康绿色韭菜，目前处在试验阶段；公司还与中东企业尝试种植罗勒、芝麻菜等沙拉菜品种，在泰国尝试种植草莓等非热带地区常见水果，希望用技术满足更多地区的不同需求。叶菜侠队近年来围绕营养液膜技术、深液流水培技术、垂直农场等新型栽培技术、依托山东制造优势，形成了多套自主知识产权的绿叶菜生产装备体系，并成功推广至国内外，在日本、韩国、阿鲁巴、泰国等国家和地区落地植物工厂模式。
本次大赛的核心场景是植物工厂。赛博农人队队长杨浩提到，随着消费者对绿色无农残有机的高品质农产品需求日益增长，以及城市人口对新鲜稳定供应的生鲜食品需求强烈。以上海为例，上海每天绿叶菜需求量达到6000吨以上，但是本地生产的绿叶菜仅占40%，60%依靠周边地区的供应。植物工厂可以提供有力的保障，缩短供应周期和供应时间，满足即时消费需求，弥补供需缺口。
他表示，团队推出了完整的推广方案，主要包括品牌宣传，赛事成果转化以及市场合作三大方面，希望将赛事成果品牌化，使用团队的技术赋能，实现数据研究成果共享，赋能智慧农业，在市场合作方面与产业上下游产业链合作，开发出更多的创新类产品。
上海农科院团队队长苗辰解读他们的商业化思路表示，在起步阶段，团队计划发展实惠、高能效、高品质的植物工厂产品，慢慢的树立品牌名声，让利于客户以及合作伙伴。未来，团队希望可以结合光伏储能这个技术，将育苗期和生长期的能耗折半。
苗辰坚信植物工厂不仅可以落地国内，在海外同样有需求，在法国、沙特阿拉伯、印尼以及俄罗斯等蔬菜价格高，自给率不足的国家都可以有商业化进展。
朱为民亦对界面新闻表示，植物工厂在全球呈现出一定的发展态势。未来，植物工厂同智能传感器、机器人以及人工智能等技术会进一步深度融入，持续提升生产效率与质量，让环境控制和作物管理更加精准化。模式方面，将从单一生产向多功能融合转变，“商场+农场”“办公+农业”等新业态会不断涌现，促进农业与二三产业交叉融合发展。
“农业是拼多多的初心。”朱政在大赛颁奖典礼现场表示，作为上海本土成长起来的互联网企业，拼多多始终坚持立足上海，服务全国，希望能够发挥自身优势，助力中国农业数字化转型和高质量发展。
他提到，未来，拼多多将继续坚持在农业领域的投入，更好的服务于乡村振兴。通过多多农研科技大赛这样的好平台，深化农业科技研究与应用，加强产学研用结合，不断创新比赛形式与内容，强化农业科技人才培养与引进，为推动农业可持续发展、实现中国的农业现代化建设贡献更多的“多多”力量。
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