在封閉集裝箱內，利用人工智能、作物科學等綜合技術完成種植，這與我們傳統認知中的農業有所不同。

在這個新型的植物工廠中，可以通過設施內高精度環境控制，為植物生長提供適宜的光照、溫度、營養等要素，實現在完全工廠化條件下進行農作物全年連續生產的高效農業生產方式，具有知識和技術高度密集、多學科創新的特點。

近年來，植物工廠作為現代農業的產業方向被廣泛關注，也成為了第三屆“多多農研科技大賽”中的主角。2月13日， 隨著“賽博農人”隊(CyberFarmer)、上海農科院隊、生菜快長隊(Lettus Grow)、上海交大“生生不息”隊四支決賽隊伍“解鎖”賽用集裝箱大門，光明多多垂直農業挑戰賽暨第三屆“多多農研科技大賽”決賽階段的比拼拉開帷幕。

【資料圖】

未來90天，每個團隊將操作各自的集裝箱，完成三茬“翠恬”生菜的種植。這是一種口感甜脆的全新生菜品種。根據賽制，產量高、品質好、算法優且能耗低的團隊將獲得最后的勝利。

大賽發起方拼多多以農業為核心戰略，長期致力于利用新模式、新技術推動農業數字化發展。“從大田到大棚，我們實現了對環境的部分控制，而封閉環境的垂直農業可以實現獨立于外界的持續食物供應。我們這次邀請最聰明的大腦在‘城市農業如何用更少資源種出更多糧食’的命題上寫出自己的方案。”拼多多副總裁戴志輝說。

集裝箱里種生菜

在完全由人為控制的植物工廠——集裝箱里種生菜，會是一種怎樣的體驗？

這不是一個普通的實驗，也不是一場平常的比賽，而是融合多個學科的前沿技術交流。讓人工智能賦能農業，在沒有“陽光和土壤”的環境里種出蔬菜，成為今年“多多農研科技大賽”決賽主題。

“垂直農業集多學科交叉應用，技術高度密集，是工業和農業的結合、自然與科技的交匯。”本次大賽主辦方之一、光明母港執行董事、總經理諸偉琦表示，“希望各團隊綜合運用人工智能、作物科學、設施園藝、植物生物技術等基礎研究，探索解決立體種植技術的痛點與難點。”

據拼多多方面介紹，此次進入決賽的共有4支團隊，分別是上海農科院團隊、上海交大鮑華團隊、CyberFarmer團隊以及Lettus Grow團隊。

參賽隊伍需要90天內，在已改造好的20尺集裝箱植物工廠內，利用LED照明、室內環境控制技術、營養模型、算法等遠程控制作物生產所需的“溫、光、水、肥、氣”等要素，挑戰以更低的能耗種植出產量更高、品質更好的生菜，并驗證商業化可行性。

與前兩屆多多農研科技大賽的智能溫室種植相比，此次大賽難度升級。某種程度上，溫室種植可以借助自然光、“靠天吃飯”，而集裝箱種植，環境因素都依賴人工調節，對人工決策的容錯率更低，挑戰更大。

其次，在室內小環境，精細化調控每一株作物成為可能。單單光照這一個環節，光周期，光譜，光量子密度三個要素如何搭配就極大程度影響作物的產量與品種。溫度，光照，水，營養液，氣體五大元素疊加起來的控制難度可謂是指數性增長。

且由于種植的是一種全新的生菜品種，參賽選手需要快速掌握作物的生長發育特征，這既考驗了他們收集信息的能力，也對他們處理海量數據的能力提出了要求。

而面對產量，品質，能耗，參賽選手必須在三者間做出取舍，思考如何用最低的能耗，種出最高產量與最佳品質的作物。

除此之外，大賽還考核參賽選手的人工智能算法編程能力，需要將種植經驗轉化成智能化調控，這需要參賽者熟知作物生理需求與環境控制，并能將其轉化成數字化控制解決方案。

此次是農學家與工科博士的對陣，農業學者從作物栽培的需求與規律入手，將傳統的種植經驗與人工智能結合，以獲取更佳的種植結果；而工科專家則將生菜種植作為應用場景，通過技術解決農業生產的現實難題。

新模式告別“靠天吃飯”

在本次大賽中，植物工廠無疑是最吸引人的存在。

作為新型設施農業，集裝箱垂直農場可以實現對環境要素的全面掌控。植物工廠的大規模推廣應用，為解決土地資源緊缺、環境污染與食品安全等問題，提供了全新途徑。

中國科學院植物研究所植物工廠研發中心研究員鄭延海向21世紀經濟報道記者表示，它打破了“萬物生長靠太陽”這樣一個傳統的觀念，也避免了春夏秋冬四季更迭對于植物的制約，可以實現作物的周年連續生產，不受自然災害的影響。

光明母港農業事業部總監王金華介紹道，6層標準模組，因其單位面積增加且能連續生產，其每年生產蔬菜的量是大田里的20至30倍。

王金華認為，從農業本身的發展來說，已經在催促從業者們把眼光放在農業之外，“如果還是僅僅停留在農業生產的本身，有可能就會跟不上時代，今后的發展一定是在農業生產上的勞動力越來越少，而人工智能的介入會越來越多。”

然而，植物工廠的建造及運行成本高昂是阻礙其走向大眾的主要因素。

前瞻產業研究院分析發現，建設一個1000平方米以下的植物工廠(包括內部裝修、設備、設施)，每平方米成本在15000—20000元之間；建設5000—10000平方米的植物工廠，每平方米成本在8000—10000元；建設10000平方米以上的大型植物工廠，建設成本會下降至8000元每平米以下。

后期運作仍面臨巨大成本。鄭延海向21世紀經濟報道記者表示，雖然目前國內有一些已經投產的植物工廠，但是考慮到能耗平衡的問題，實際上很多的植物工廠在生產過程中面臨很大的成本消耗。數據顯示，當前植物工廠所面臨的最大挑戰來自于能源消耗，其中電力消耗占比52%、勞動力消耗占18%。

例如，普通生菜，每千克成本大約4至8元，而水平較高的植物工廠每生產1千克生菜需要消耗10度電，產品成本或達20多元。價格阻礙了這些品質蔬菜進入大眾餐桌。

但鄭延海指出，隨著技術水平的提高，成本下降以及人們認識的提升，再加上植物工廠面積越大，成本會逐漸降低。植物工廠將朝著讓普通大眾消費得起的目標去努力，但這也需要社會各界共同的努力，來實現推動進一步的發展。

多方推動農業新變革

植物工廠真正實現普惠大眾，需要更多的推動者。

拼多多高級副總裁朱建翀認為，拼多多起家于農業，現已發展成為中國最大的農產品上行平臺。它始終把農業作為核心戰略，長期致力于利用新模式、新技術推動農業數字化發展，希望通過科技帶來農業領域的革命性變化。

“科技的浪漫和魅力在于，你可以不僅僅只做一個圍觀者，更可以用它去做出一點點改變，讓大家生活在你參與定義的世界里。”朱建翀表示。

至今已舉辦三屆的多多農研科技大賽一直在做一件事——設計未來的食品系統，并已經完成部分成果轉化。據悉，首屆大賽的成果AI種植系統曾向云南昆明滇池西岸的100余戶草莓種植戶提供服務，有農戶將自家的兩畝草莓接入該系統后，不僅實現了單產季增收三四萬元，還節省了近4000元的肥料成本。

本次大賽，拼多多將重點放在了可以對環境實現完全控制的植物工廠，而如何在封閉空間以更低的能耗，更短的生長周期，種植出產量更高、品質更好的蔬菜對于解決糧食系統韌性問題具有現實意義。

因此，多多農研大賽這次要做的是邀請全球最聰明的大腦，在“城市農業如何用更少資源種出更多糧食”的命題上寫出自己的方案。

上海農科院隊隊長何立中表示，植物工廠是一個復雜系統，而植物生長和發育也是一個復雜系統，如何實現植物工廠內植物的高效生產和資源的充分利用是行業研究的熱點。希望通過本次賽事，為集裝箱垂直農場的優質、高效、智慧生產提供解決方案。

王金華認為，這次挑戰賽也可以讓消費者認知，讓消費者接受，并且讓農業通過各個學科的加持，提升其在整個社會領域的競爭性。

在本次大賽中，已有隊伍提出了降本策略。例如，上海農科院團隊考慮用太陽能作為植物工廠電力來源，同時工廠內部實現水、營養液的循環利用節省成本，比賽中訓練的AI還可以為后續更大規模的高端植物工廠服務。

上海交大“生生不息”團隊希望打破學科壁壘，用全新的視角去解答農學難題。“我們會把集裝箱看作一個建筑，將過去積累的建筑能源控制經驗運用到集裝箱垂直農場上。”“生生不息”隊長、上海交通大學博導鮑華表示，他擅長研究微納米尺度的熱量輸送及能量轉換，是一位“能耗大師”。

在農業技術愈發重要的背景下，推進植物工廠的建設，無疑是推動農業現代化的重要舉措，為我國農業勞動人口老齡化、資源環境約束趨緊等農業生產重大現實挑戰提供了有效解決方案，也是提升我國農業國際競爭力的途徑之一。

多多農研大賽正在助力植物工廠盡快落實商業化方案，完成農業種植模式的更迭，走出實驗室，走向普羅大眾。未來，植物工廠有著廣闊的發展前景，有望成為經濟發展的重要驅動力。

（文章來源：21世紀經濟報道）

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