這群90後用AI給農作物“看病”
創業者打造的農業大數據平臺,利用數字化手段,幫助農業公司及農戶提供農業生産指導。本文圖片均由受訪者提供
在鄉村,劉奕辰團隊找到了病蟲害防治的途徑。
將手機鏡頭對準一株疑似出現病蟲害的稻穗,拍照、上傳、系統識別,簡單幾步後,手機螢幕上“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”沒啥區別。而實際上,它卻是一支90後青年創業團隊切入生物防治、開拓“AI農業”新藍海的渠道。年僅29歲的劉奕辰領銜創辦了湖南大匠農業科技有限公司,是這支團隊的負責人。
他們研發的這項手機“掃一掃”識別水稻病蟲害的新技術,被農戶們形象地稱作“植物口袋醫生”。在今年舉辦的第十屆“創青春”中國青年創新創業大賽(鄉村振興專項)中,他們正是憑藉這項技術奪得金牌。
榮譽背後,是一批青年創客在廣袤農村的5年耕耘。
酷愛“發明”的青年創客
劉奕辰自小就有股不安分的勁頭,中學讀書期間,他熱衷於發明創造。他那時發現,居家常用的掛鉤,在用膠水或其他材料固定後,既不便移動他處,又難以調整方向和組合。於是,他“折騰”出一個組合掛鉤,掛鉤能像七巧板一樣組合,實現多種用途,順利拿到了國家專利,還生産出了成品。
搬家時,家中沒有有線電視,他聯想到艦艇上的旋轉雷達可以接收信號,萌發了造一台接收機的念頭。於是找到同學湊了200元,買來零部件,組裝出了一個可以自動搜索信號的小型接收機,把線纜插到電視機上的信號輸入口,便能搜到一些電視節目。
看到劉奕辰沉迷其中,母親一度擔心他能否順利考上大學,並多次跑到其就讀的岳雲中學,找到班主任老師要求“嚴管”,並強行叫停了兒子新型電視信號接收器“擴大再生産”的計劃。
高考結束,沒能考上理想大學的劉奕辰,進入湖南工學院就讀。
在參加學校“三下鄉”社會實踐活動時,城裏娃劉奕辰見到了一些鄉村的貧困,心裏很受觸動。他開始思考,能不能把創業放在農村,讓自己的創業夢想和農民的致富期盼實現“雙贏”呢?
作為嘗試,他來到衡陽縣裏的一個貧困村落,買了1萬多只雞苗給農戶養,然後承諾回收這種土雞的蛋拿到城裏賣。一段時間後,小雞基本死光,而雞蛋卻沒有看到幾個。
這讓他認識到,農民的積極性沒有調動起來,再多錢都是打水漂。
他決心休學1年,下鄉辦出産業來。從一個村裏流轉100多畝土地後,他與別人合夥成立了衡陽夢創商貿有限公司。公司啟動資金都是找熟悉的老師和原來社會上結識的朋友借來的,團衡陽市委出面聯繫市人社局,與銀行協調了10多次,最後給予了一筆小額貼息貸款。
農村創業1年,劉奕辰和10多個創業夥伴發現,這比當年在校園做電商搞外賣還苦——大多數人曬得皮膚黝黑,粗壯的胳膊、手掌上泛黃的厚繭,與紮根的鄉村融于一色。
兩年的苦熬終於有了成果。他們的農産品開始脫銷,每年幾百萬元營收,還拿到了7項專利,手裏有了20多個商標註冊。每年用於慈善的捐助,就達10多萬元。
田地裏“挖出”的治蟲術
2018年,劉奕辰團隊跟隨團衡陽市委,在衡陽縣曲蘭鎮搞駐村扶貧産業,做得頗有聲色。但他發現各地農業普遍存在農藥殘留超標的問題,瓜果蔬菜尤甚。
多處調研後,他了解到這並非個別區域的問題,而是普遍存在的“老大難”。其核心原因,不在於有意過量打藥,而在於絕大多數農戶不具有相應知識,其施藥操作頻次和數量來源於農藥銷售者的指引。而後者本身帶有天然的趨利性。
此外,由於基層農技人員匱乏,農戶對於各種病蟲害多不知情,也難以做到“對症下藥”“有的放矢”。更有甚者,還買錯了農藥。
直覺告訴劉奕辰,這個領域大有可為。那一年,他25歲。
“我們走訪很多農戶,稻子都割完了,家裏還剩下不少農藥。有的瓜果本來只需打兩次,他們卻打了四五次。”劉奕辰在採訪中告訴記者,現實的矛盾讓自己萌生了一個念頭:建立一個大數據庫,打造一名“植物醫生”,不僅可以幫助農戶找準病蟲害的問題對症解決,還能減少農藥使用,讓城裏的居民吃得放心。
理想很豐滿,現實很艱難。
人類與病蟲害對抗了數千年。我國農業部門常年組織開展“蟲口奪糧”保豐收行動,每年集中發佈蟲害預警,提出科學性的防治意見,並開展統一行動。
然而,我國疆域遼闊,各地土壤條件不一樣,氣候條件不同,農作物病蟲害的具體情形也不一。比如,在南方水稻種植區,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。這時候,憑藉千年傳承下來的“作田本領”,有經驗的農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,但在具體的生産實踐中,該怎麼使用農藥?用多大量?很多農民達不到“精準”的程度。
以上還只是水稻種植的單一場景,如果農民要改種各類瓜果蔬菜等其他經濟作物,隨之而來的病蟲害,更讓耕種者痛苦不堪。
即便是紮根農村創業的劉奕辰,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。
劉奕辰團隊敏銳地注意到這些問題,並琢磨著一項新技術,能顛覆靠經驗“吃飯”的傳統模式,讓“新手”迅速變身“老把式”,能夠更方便快捷地識別病蟲害。
團隊的年輕人習慣了用手機發朋友圈推廣産品,搞網上直播帶貨。移動網際網路的妙用讓創業者受益無窮,也因此,他們萌發了用手機識別病蟲害的創意。
他們的直接靈感來源於一款“植物掃一掃識別”的手機應用程式。一番討論下,大家形成共識:“用手機識別植物的技術已經很成熟,能不能更進一步,用手機拍照識別病蟲害?”
因緣巧合之下,他們就此切入大數據和雲計算在農業領域的應用。2019年開始,借鑒“植物掃一掃識別”技術,劉奕辰團隊依據植物病蟲害識別的應用場景,探索開發AI演算法,搭建一個包括病蟲害圖片庫、病蟲害防治資訊庫的基礎數據庫。
現有的團隊缺乏相關專業人士,於是他們抵押房産募資數百萬元另立公司,從名校招募一批大學生加入。
人工智慧開啟生物防治的藍海
出乎意料的是,技術攻關過程中最難的不是AI演算法,而是基礎數據庫的建設。為突破這個難關,劉奕辰團隊與母校湖南工學院聯合組建了100多人的圖像採集隊伍,深入田間地頭采集各種農作物的病蟲害圖片。他們還與湖南農業大學、四川農業大學及多個地方農科所合作,在引入病蟲害圖片庫的同時,聯合搭建了專業的病蟲害防治資訊庫。
“我們集納了2000萬張植物病蟲害圖片,涵蓋水稻、小麥等39種農作物,建立了320多種農作物病蟲害模型。”劉奕辰説,通過“演算法+數據庫”的支援,農戶只需將手機鏡頭對準一株疑似出現病蟲害的稻穗,拍照、上傳,選擇識別植物種類,幾秒鐘後,手機螢幕便閃現出病蟲害圖片及介紹文字,並同步匹配防治方案與推薦藥物。有複雜成因的,還可以諮詢後臺的10多位農業專家求解。
具體來看,“掃一掃”的過程可以分解為4個步驟:第一步是採集圖像,使用手機攝像頭拍攝“患病”稻穗的照片,確保照片清晰且包含足夠的植物特徵,以便系統能夠準確識別;第二步是圖像處理,拍攝的照片被送入圖像處理演算法中,提取植物病蟲害的關鍵特徵,如葉子顏色、蟲洞形狀與大小等,用於後續的識別步驟;第三步是數據庫匹配,提取了關鍵特徵,系統將與一個包含大量植物病蟲害圖像和資訊的數據庫進行比對;第四步是識別和反饋,系統識別出與用戶拍攝的植物最匹配的條目,並將結果返回給用戶。
目前,“植物口袋醫生”項目開發出的應用程式對個體用戶免費開放,全國有31萬人註冊使用。
“‘植物口袋醫生’擁有開源民用病蟲害數據庫,能夠精準識別病蟲害,有效降低作物農藥殘留。”劉奕辰説,他們的技術有效契合了國家的鄉村振興和農業數字化的推進。推廣中,即便免費給農戶使用,公司仍有生存之道:作為個體的農戶多會依據這一系統來甄別、選擇農資,由此可以導流相應廣告,疊加農業測繪等,足以支援其市場拓展。
這一做法得到了衡陽市委組織部門的認可,各個駐村工作隊在鄉村幫助推廣使用,贏得農戶們的讚賞。有業內人士指出,這一技術體系得到廣泛應用後,有望打開數字農業的一片新藍海。
剛涉足農業人工智慧不久的劉奕辰團隊,又關注到了另一契機——近年來從南到北氾濫成災的紅火蟻。
“紅火蟻是外來品種,在野外沒有天敵。它的發展速度太快了,2019年還在廣東那一帶,現在已經竄到了陜西。”劉奕辰稱,他自己也是受害者。這種螞蟻具有高度攻擊性,人一旦被蜇會産生劇烈疼痛,甚至有過敏反應。農作物也會被其破壞根莖,生長受阻。
劉奕辰團隊調研發現,這種小蟲繁殖奇快,一個蟻巢多達幾十萬隻,所到之處,如洪峰過境。衡陽乃至更多地方,受災面積不小,均需施藥根治。但病蟲的分佈、停留的位置、受災的面積,都需要大量數據來支撐判斷。由此,他們迅速與政府部門對接,利用大數據為“除蟻”提供基礎條件。
此外,團隊成員與相關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、政府購買服務、公司捕捉施藥滅蟲的鏈條。“精準投放一種對人類影響小的餌藥,讓紅火蟻搬回家,然後一網打盡。”劉奕辰説。
中青報·中青網記者 洪克非 來源:中國青年報