以賽促研，拼多多在集裝箱裡挖出“新質生產力”

近日，2024光明多多垂直農業挑戰賽暨第四屆“多多農研科技大賽”於上海落下帷幕。本次大賽匯聚了16支參賽隊伍、142位國內外優秀青年專家學者，參賽隊員覆蓋農藝、軟、硬件工程、算法工程、商業推廣等領域，最終有6支參賽隊伍成功闖入決賽。

作爲拼多多在數字農業、智慧農業領域的重要嘗試之一，“多多農研科技大賽”已經連續舉辦四年。從雲南的高原溫室，到上海的植物工廠；從草莓、番茄，到生菜；從傳統種植到AI種植；從成品集裝箱到自主設計建設，大賽始終圍繞設施農業攻堅克難，旨在吸引更多科技人才和企業參與到現代農業創新發展中來，推動傳統農業轉型升級，促進高質量發展。

“多多農研科技大賽，自啓動以來，便承載着探索農業科技新邊界、賦能現代農業轉型、助力鄉村振興的使命。”拼多多高級副總裁、首席發展官朱政表示，各支隊伍通過自己的鑽研和探索，證明了數字技術和人工智能能夠有效賦能現代農業，智慧農業不僅大有可爲，更是未來農業發展的必然選擇。

一、“新農人”齊聚，在交鋒中不斷突破

今年比賽，各參賽隊伍比拼的是種植散葉生菜品種“優雅”，種植挑戰賽共持續150天，其中，前100天爲集裝箱設計、建設、設備調試與種植測試環節，在此期間參賽選手可自由進出比賽集裝箱，後50天進入實際種植階段，參賽隊伍不允許進入箱內。種植挑戰賽對實際種植階段（後50天）成果量化評分，並邀請大衆評審匿名品鑑、打分。最終，組委會從設計與建設、種植成果系統穩定性與經費控制、路演與文本總結四個部分評分，依據加總分數決出本屆大賽的名次和獎項。

上海市農業科學院園藝所所長、上海市綠葉蔬菜產業技術體系首席專家朱爲民向記者介紹，集裝箱植物工廠在產業中的特殊之處在於，生產的蔬菜品質相對高，安全，可以優化產業鏈。並且佔地面積小但產量高，可以放置在居民區、商場等場景，直接爲消費者提供新鮮優質安全的蔬菜。

本次進入決賽的共有6支隊伍，分別是賽博農人隊（Cyberfarmer）、上海農科院團隊、墨泉隊（MARY）、葉菜俠隊（Leafyman）、綠葉先鋒隊、室墨司源隊。參賽隊員的背景豐富，不僅僅有來自專業院校的“學院派”，爲了攻克植物工廠產業化過程中的難點，本屆大賽吸引了更多“產業派”隊伍參賽。

其中，賽博農人隊隊員都是來自於中國農業大學農業農村部設施農業工程重點實驗室下的植物生理環境研究室。賽博農人隊的隊長楊浩向記者介紹，他們的專業是農業生物環境與能源工程，屬於工農交叉學科，在他博士五年間，前期一直學種植各種各樣的作物，既要具備農學知識，也要結合工科的基礎。葉菜俠團隊則是來自一家專門做農業的植物工廠和做水培系統的公司，在參賽前他們也有猶豫，擔心比賽會耽誤公司業績，但最終還是決定參賽。

墨泉隊更爲特殊，隊長秦楚漢是計算機科學系畢業的，之後在智能硬件創業公司工作，專攻AI方向。來自上海交大的室墨司源隊則以能源與動力專業爲主，也有做農業、設計和材料的隊員。

上海市農業科學院副院長趙志輝表示，現代化的農業，已經是一門涉及多學科交叉應用的複雜生產部門，既需要傳統農學的科學經驗，也需要軟件、機械、人工智能、物聯網等多種現代科技的綜合支持。

中國農業大學校長、中國工程院院士孫其信同樣提到，全球的創新進入了自1850年第一次工業革命以來，有人形容是第四次科技創新浪潮。這次的全球創新，它凸顯了以人工智能和生命科技爲代表的交叉融合的創新模式。

大賽6支獲獎隊伍的豐富背景正符合這一發展趨勢。在交叉融合中，僅有20英尺的集裝箱內，各支參賽隊伍發揮自己的長處，通過對植物生長模型、營養液、水肥管理、植物視覺識別、植物栽培管理系統、能耗等方面的分析、設計以及調控，在單產、總產、效率上都做到了突破。

上海農科院團隊一茬生菜總重突破300公斤，超出預期一倍，成績斐然；賽博農人隊單位種植能耗僅12.25kWh/kg，處在國內領先水平；葉菜俠隊單株生菜均重超300克、最大株重達460克，在業內難得一見。

二、以賽促研，創新成果涌現

在不同隊伍的交鋒中，不同學科、不同技術也在發生碰撞和交融，涌現出一批頗具實踐意義的創新成果。大賽不僅是比賽舞臺，也成爲了未來合作、科研交流的平臺。

作爲本次大賽的一等獎的獲獎團隊，賽博農人隊將箱體和自然環境視爲一體來研究方案，創新融入了冷源接入、冷凝水回收等系統。

隊長楊浩介紹，團隊的集裝箱主要由密閉式圍護結構、空調節能系統、立體光照種植系統、智能環控系統、營養液調控系統五大方面組成。此次比賽，賽博農人隊專門爲生菜的生長開發了白紅LED專用燈具，LED光效可達2.0微摩爾/焦耳以上，這款燈具也具備了光環境可控、發光效率高、電能消耗少、使用壽命長等特點。此外，他們還開發了一個遠程控制系統，實現了雲邊式一體化的設計，用戶可以隨時隨地查看現場的數據，並進行一些反饋控制。

11月29日前後，上海迎來一波降溫，團隊開啓了冷源接入系統，空調日能耗環比前日降低了50%，如果降溫更早，團隊總能耗可以降更低。此外，生菜在生長後期蒸騰作用更強烈，團隊的冷凝水回收系統也發揮了極大作用，日回收水源約20升，沒有再注入過更多水，團隊也是6支隊伍中耗水量第二少的。

室墨司源今年則自研了一套全自動智能化運行的種植架系統，巧妙融合了硬件和軟件，讓光強、溫度、溼度、營養液配比、二氧化碳濃度等關鍵參數的監控和執行都由可編程邏輯控制器（PLC）統一管理，同時利用樹莓派操作系統來與作爲中央通信樞紐的交換機連接，實現無人運行和遠程監測、控制。以前做物聯網監控可能需要一個價值3000元的PLC，而用樹莓派操作系統後只要一個幾十元的繼電器就可以，成本降了幾十倍。

熊元科隊長介紹，有了一體化系統，團隊就可以有非常大的自由度和靈活度去進行軟件系統的開發，不用再請額外的供應商去幫我們定做軟件。

目前來看，智能AI種植完全替代人和經驗還很難實現。但在部分環節，比如通過圖像識別，開放識別作物的生長狀態，用於環境控制、水肥管理等已有應用空間。綠葉先鋒隊隊員孫維拓認爲，未來如果能夠將AI智慧管控真正用在生產實踐中，植物工廠肯定是最有可能的一個場景。

要實現這一點，他們認爲有三個方面需要突破。其一是模型算法，比如植物工廠的環境模型，描述室外環境控制結構對生產環境的影響，還需要作物生長模型，然後進行集成，構建植物工廠作物生長的過程模型，再搭建適用的智能控制算法，就可以更容易實施部署智慧管控。其二，要實施模型和算法，必須要有適配的控制器。以此爲基礎，通過智能控制算法，在雲端或邊端給出智能決策。其三是各個設備的穩定性，這也是植物工廠的優勢。與傳統高端的連棟溫室、室外大棚等等相比，植物工廠的設備更標準化，更有利於實施智能控制。

三、不僅僅是比賽舞臺，也是走向商業化的跳板

比賽雖然已經結束，但是團隊們的創新成果和方案沒有僅僅留在大賽中，部分團隊方案已經投入商業化或迎來合作意向。往屆大賽的優秀成果和種植方案，亦已逐漸在部分農業產區進行運用，大賽中產生的農業科技創新的成果正在不斷落地推廣。

多多農研科技大賽爲參賽隊伍提供了走向商業化、產業化的平臺。

目前，賽博農人隊第一屆比賽中沉澱的基於DLI的移動式補光技術已經申請了國家發明專利，應用於北京小湯山現代農業科技示範園，在示範園區的5000平方米草莓薄膜連棟溫室得到落地，種植出的草莓成色喜人。其基於離子濃度的營養液精準調控技術也申請了國際專利，目前正在與北京首農翠湖智慧農業創新工場進行合作，在他們的玻璃連棟溫室種植番茄。

墨泉隊參賽的這套方案也獲得了不少市場主體青睞，其正在與上海餐飲企業合作，嘗試種健康綠色韭菜，目前處在試驗階段；公司還與中東企業嘗試種植羅勒、芝麻菜等沙拉菜品種，在泰國嘗試種植草莓等非熱帶地區常見水果，希望用技術滿足更多地區的不同需求。葉菜俠隊近年來圍繞營養液膜技術、深液流水培技術、垂直農場等新型栽培技術、依託山東製造優勢，形成了多套自主知識產權的綠葉菜生產裝備體系，併成功推廣至國內外，在日本、韓國、阿魯巴、泰國等國家和地區落地植物工廠模式。

本次大賽的核心場景是植物工廠。賽博農人隊隊長楊浩提到，隨着消費者對綠色無農殘有機的高品質農產品需求日益增長，以及城市人口對新鮮穩定供應的生鮮食品需求強烈。以上海爲例，上海每天綠葉菜需求量達到6000噸以上，但是本地生產的綠葉菜僅佔40%，60%依靠周邊地區的供應。植物工廠可以提供有力的保障，縮短供應週期和供應時間，滿足即時消費需求，彌補供需缺口。

他表示，團隊推出了完整的推廣方案，主要包括品牌宣傳，賽事成果轉化以及市場合作三大方面，希望將賽事成果品牌化，使用團隊的技術賦能，實現數據研究成果共享，賦能智慧農業，在市場合作方面與產業上下游產業鏈合作，開發出更多的創新類產品。

上海農科院團隊隊長苗辰解讀他們的商業化思路表示，在起步階段，團隊計劃發展實惠、高能效、高品質的植物工廠產品，慢慢的樹立品牌名聲，讓利於客戶以及合作伙伴。未來，團隊希望可以結合光伏儲能這個技術，將育苗期和生長期的能耗折半。

苗辰堅信植物工廠不僅可以落地國內，在海外同樣有需求，在法國、沙特阿拉伯、印尼以及俄羅斯等蔬菜價格高，自給率不足的國家都可以有商業化進展。

朱爲民亦對界面新聞表示，植物工廠在全球呈現出一定的發展態勢。未來，植物工廠同智能傳感器、機器人以及人工智能等技術會進一步深度融入，持續提升生產效率與質量，讓環境控制和作物管理更加精準化。模式方面，將從單一生產向多功能融合轉變，“商場+農場”“辦公+農業”等新業態會不斷涌現，促進農業與二三產業交叉融合發展。

“農業是拼多多的初心。”朱政在大賽頒獎典禮現場表示，作爲上海本土成長起來的互聯網企業，拼多多始終堅持立足上海，服務全國，希望能夠發揮自身優勢，助力中國農業數字化轉型和高質量發展。

他提到，未來，拼多多將繼續堅持在農業領域的投入，更好的服務於鄉村振興。通過多多農研科技大賽這樣的好平臺，深化農業科技研究與應用，加強產學研用結合，不斷創新比賽形式與內容，強化農業科技人才培養與引進，爲推動農業可持續發展、實現中國的農業現代化建設貢獻更多的“多多”力量。