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這群90后用AI給農(nóng)作物“看病”

2023-11-20 10:00:00   

創(chuàng)業(yè)者打造的農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)平臺,利用數(shù)字化手段,幫助農(nóng)業(yè)公司及農(nóng)戶提供農(nóng)業(yè)生產(chǎn)指導(dǎo)。圖片由受訪者提供

在鄉(xiāng)村,劉奕辰團(tuán)隊(duì)找到了病蟲害防治的途徑。圖片由受訪者提供

將手機(jī)鏡頭對準(zhǔn)一株疑似出現(xiàn)病蟲害的稻穗,拍照、上傳、系統(tǒng)識別,簡單幾步后,手機(jī)屏幕上“秒速”顯示病蟲害種類。

這一幕,看起來與人們平常在路邊“掃一掃”求問“度娘”沒啥區(qū)別。而實(shí)際上,它卻是一支90后青年創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)切入生物防治、開拓“AI農(nóng)業(yè)”新藍(lán)海的渠道。年僅29歲的劉奕辰領(lǐng)銜創(chuàng)辦了湖南大匠農(nóng)業(yè)科技有限公司,是這支團(tuán)隊(duì)的負(fù)責(zé)人。

他們研發(fā)的這項(xiàng)手機(jī)“掃一掃”識別水稻病蟲害的新技術(shù),被農(nóng)戶們形象地稱作“植物口袋醫(yī)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(xiāng)村振興專項(xiàng))中,他們正是憑借這項(xiàng)技術(shù)奪得金牌。

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

酷愛“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)讀書期間,他熱衷于發(fā)明創(chuàng)造。他那時(shí)發(fā)現(xiàn),居家常用的掛鉤,在用膠水或其他材料固定后,既不便移動他處,又難以調(diào)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(xiàn)多種用途,順利拿到了國家專利,還生產(chǎn)出了成品。

搬家時(shí),家中沒有有線電視,他聯(lián)想到艦艇上的旋轉(zhuǎn)雷達(dá)可以接收信號,萌發(fā)了造一臺接收機(jī)的念頭。于是找到同學(xué)湊了200元,買來零部件,組裝出了一個(gè)可以自動搜索信號的小型接收機(jī),把線纜插到電視機(jī)上的信號輸入口,便能搜到一些電視節(jié)目。

看到劉奕辰沉迷其中,母親一度擔(dān)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(yán)管”,并強(qiáng)行叫停了兒子新型電視信號接收器“擴(kuò)大再生產(chǎn)”的計(jì)劃。

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

在參加學(xué)?!叭锣l(xiāng)”社會實(shí)踐活動時(shí),城里娃劉奕辰見到了一些鄉(xiāng)村的貧困,心里很受觸動。他開始思考,能不能把創(chuàng)業(yè)放在農(nóng)村,讓自己的創(chuàng)業(yè)夢想和農(nóng)民的致富期盼實(shí)現(xiàn)“雙贏”呢?

作為嘗試,他來到衡陽縣里的一個(gè)貧困村落,買了1萬多只雞苗給農(nóng)戶養(yǎng),然后承諾回收這種土雞的蛋拿到城里賣。一段時(shí)間后,小雞基本死光,而雞蛋卻沒有看到幾個(gè)。

這讓他認(rèn)識到,農(nóng)民的積極性沒有調(diào)動起來,再多錢都是打水漂。

他決心休學(xué)1年,下鄉(xiāng)辦出產(chǎn)業(yè)來。從一個(gè)村里流轉(zhuǎn)100多畝土地后,他與別人合伙成立了衡陽夢創(chuàng)商貿(mào)有限公司。公司啟動資金都是找熟悉的老師和原來社會上結(jié)識的朋友借來的,團(tuán)衡陽市委出面聯(lián)系市人社局,與銀行協(xié)調(diào)了10多次,最后給予了一筆小額貼息貸款。

農(nóng)村創(chuàng)業(yè)1年,劉奕辰和10多個(gè)創(chuàng)業(yè)伙伴發(fā)現(xiàn),這比當(dāng)年在校園做電商搞外賣還苦——大多數(shù)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(xiāng)村融于一色。

兩年的苦熬終于有了成果。他們的農(nóng)產(chǎn)品開始脫銷,每年幾百萬元營收,還拿到了7項(xiàng)專利,手里有了20多個(gè)商標(biāo)注冊。每年用于慈善的捐助,就達(dá)10多萬元。

田地里“挖出”的治蟲術(shù)

2018年,劉奕辰團(tuán)隊(duì)跟隨團(tuán)衡陽市委,在衡陽縣曲蘭鎮(zhèn)搞駐村扶貧產(chǎn)業(yè),做得頗有聲色。但他發(fā)現(xiàn)各地農(nóng)業(yè)普遍存在農(nóng)藥殘留超標(biāo)的問題,瓜果蔬菜尤甚。

多處調(diào)研后,他了解到這并非個(gè)別區(qū)域的問題,而是普遍存在的“老大難”。其核心原因,不在于有意過量打藥,而在于絕大多數(shù)農(nóng)戶不具有相應(yīng)知識,其施藥操作頻次和數(shù)量來源于農(nóng)藥銷售者的指引。而后者本身帶有天然的趨利性。

此外,由于基層農(nóng)技人員匱乏,農(nóng)戶對于各種病蟲害多不知情,也難以做到“對癥下藥”“有的放矢”。更有甚者,還買錯(cuò)了農(nóng)藥。

直覺告訴劉奕辰,這個(gè)領(lǐng)域大有可為。那一年,他25歲。

“我們走訪很多農(nóng)戶,稻子都割完了,家里還剩下不少農(nóng)藥。有的瓜果本來只需打兩次,他們卻打了四五次。”劉奕辰在采訪中告訴記者,現(xiàn)實(shí)的矛盾讓自己萌生了一個(gè)念頭:建立一個(gè)大數(shù)據(jù)庫,打造一名“植物醫(yī)生”,不僅可以幫助農(nóng)戶找準(zhǔn)病蟲害的問題對癥解決,還能減少農(nóng)藥使用,讓城里的居民吃得放心。

理想很豐滿,現(xiàn)實(shí)很艱難。

人類與病蟲害對抗了數(shù)千年。我國農(nóng)業(yè)部門常年組織開展“蟲口奪糧”保豐收行動,每年集中發(fā)布蟲害預(yù)警,提出科學(xué)性的防治意見,并開展統(tǒng)一行動。

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

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

以上還只是水稻種植的單一場景,如果農(nóng)民要改種各類瓜果蔬菜等其他經(jīng)濟(jì)作物,隨之而來的病蟲害,更讓耕種者痛苦不堪。

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

劉奕辰團(tuán)隊(duì)敏銳地注意到這些問題,并琢磨著一項(xiàng)新技術(shù),能顛覆靠經(jīng)驗(yàn)“吃飯”的傳統(tǒng)模式,讓“新手”迅速變身“老把式”,能夠更方便快捷地識別病蟲害。

團(tuán)隊(duì)的年輕人習(xí)慣了用手機(jī)發(fā)朋友圈推廣產(chǎn)品,搞網(wǎng)上直播帶貨。移動互聯(lián)網(wǎng)的妙用讓創(chuàng)業(yè)者受益無窮,也因此,他們萌發(fā)了用手機(jī)識別病蟲害的創(chuàng)意。

他們的直接靈感來源于一款“植物掃一掃識別”的手機(jī)應(yīng)用程序。一番討論下,大家形成共識:“用手機(jī)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(jī)拍照識別病蟲害?”

因緣巧合之下,他們就此切入大數(shù)據(jù)和云計(jì)算在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。2019年開始,借鑒“植物掃一掃識別”技術(shù),劉奕辰團(tuán)隊(duì)依據(jù)植物病蟲害識別的應(yīng)用場景,探索開發(fā)AI算法,搭建一個(gè)包括病蟲害圖片庫、病蟲害防治信息庫的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫。

現(xiàn)有的團(tuán)隊(duì)缺乏相關(guān)專業(yè)人士,于是他們抵押房產(chǎn)募資數(shù)百萬元另立公司,從名校招募一批大學(xué)生加入。

人工智能開啟生物防治的藍(lán)海

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

“我們集納了2000萬張植物病蟲害圖片,涵蓋水稻、小麥等39種農(nóng)作物,建立了320多種農(nóng)作物病蟲害模型?!眲⑥瘸秸f,通過“算法+數(shù)據(jù)庫”的支持,農(nóng)戶只需將手機(jī)鏡頭對準(zhǔn)一株疑似出現(xiàn)病蟲害的稻穗,拍照、上傳,選擇識別植物種類,幾秒鐘后,手機(jī)屏幕便閃現(xiàn)出病蟲害圖片及介紹文字,并同步匹配防治方案與推薦藥物。有復(fù)雜成因的,還可以咨詢后臺的10多位農(nóng)業(yè)專家求解。

具體來看,“掃一掃”的過程可以分解為4個(gè)步驟:第一步是采集圖像,使用手機(jī)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(tǒng)能夠準(zhǔn)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,提取植物病蟲害的關(guān)鍵特征,如葉子顏色、蟲洞形狀與大小等,用于后續(xù)的識別步驟;第三步是數(shù)據(jù)庫匹配,提取了關(guān)鍵特征,系統(tǒng)將與一個(gè)包含大量植物病蟲害圖像和信息的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比對;第四步是識別和反饋,系統(tǒng)識別出與用戶拍攝的植物最匹配的條目,并將結(jié)果返回給用戶。

目前,“植物口袋醫(yī)生”項(xiàng)目開發(fā)出的應(yīng)用程序?qū)€(gè)體用戶免費(fèi)開放,全國有31萬人注冊使用。

“‘植物口袋醫(yī)生’擁有開源民用病蟲害數(shù)據(jù)庫,能夠精準(zhǔn)識別病蟲害,有效降低作物農(nóng)藥殘留?!眲⑥瘸秸f,他們的技術(shù)有效契合了國家的鄉(xiāng)村振興和農(nóng)業(yè)數(shù)字化的推進(jìn)。推廣中,即便免費(fèi)給農(nóng)戶使用,公司仍有生存之道:作為個(gè)體的農(nóng)戶多會依據(jù)這一系統(tǒng)來甄別、選擇農(nóng)資,由此可以導(dǎo)流相應(yīng)廣告,疊加農(nóng)業(yè)測繪等,足以支持其市場拓展。

這一做法得到了衡陽市委組織部門的認(rèn)可,各個(gè)駐村工作隊(duì)在鄉(xiāng)村幫助推廣使用,贏得農(nóng)戶們的贊賞。有業(yè)內(nèi)人士指出,這一技術(shù)體系得到廣泛應(yīng)用后,有望打開數(shù)字農(nóng)業(yè)的一片新藍(lán)海。

剛涉足農(nóng)業(yè)人工智能不久的劉奕辰團(tuán)隊(duì),又關(guān)注到了另一契機(jī)——近年來從南到北泛濫成災(zāi)的紅火蟻。

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

劉奕辰團(tuán)隊(duì)調(diào)研發(fā)現(xiàn),這種小蟲繁殖奇快,一個(gè)蟻巢多達(dá)幾十萬只,所到之處,如洪峰過境。衡陽乃至更多地方,受災(zāi)面積不小,均需施藥根治。但病蟲的分布、停留的位置、受災(zāi)的面積,都需要大量數(shù)據(jù)來支撐判斷。由此,他們迅速與政府部門對接,利用大數(shù)據(jù)為“除蟻”提供基礎(chǔ)條件。

此外,團(tuán)隊(duì)成員與相關(guān)生物防治專家多次研究分析,對紅火蟻的來源、流向、防治方法有了掌握,形成了專家出技術(shù)、政府購買服務(wù)、公司捕捉施藥滅蟲的鏈條。“精準(zhǔn)投放一種對人類影響小的餌藥,讓紅火蟻搬回家,然后一網(wǎng)打盡?!眲⑥瘸秸f。  (記者 洪克非)

來源:中國青年報(bào)
編輯:于婷婷
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