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    這群90后用AI給農作物“看病” 開啟生物防治的藍海

    作者:東昌府新聞網 發表于:2023-11-20 10:20:41  點擊:

    這群90后用AI給農作物“看病”

    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,簡單幾步后,手機屏幕上“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”沒啥區別。而實際上,它卻是一支90后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,他們正是憑借這項技術奪得金牌。

    榮譽背后,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,他熱衷于發明創造。他那時發現,居家常用的掛鉤,在用膠水或其他材料固定后,既不便移動他處,又難以調整方向和組合。于是,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,還生產出了成品。

    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,萌發了造一臺接收機的念頭。于是找到同學湊了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,并多次跑到其就讀的岳云中學,找到班主任老師要求“嚴管”,并強行叫停了兒子新型電視信號接收器“擴大再生產”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?!叭锣l”社會實踐活動時,城里娃劉奕辰見到了一些鄉村的貧困,心里很受觸動。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,他來到衡陽縣里的一個貧困村落,買了1萬多只雞苗給農戶養,然后承諾回收這種土雞的蛋拿到城里賣。一段時間后,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,下鄉辦出產業來。從一個村里流轉100多畝土地后,他與別人合伙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,團衡陽市委出面聯系市人社局,與銀行協調了10多次,最后給予了一筆小額貼息貸款。

    農村創業1年,劉奕辰和10多個創業伙伴發現,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,與扎根的鄉村融于一色。

    兩年的苦熬終于有了成果。他們的農產品開始脫銷,每年幾百萬元營收,還拿到了7項專利,手里有了20多個商標注冊。每年用于慈善的捐助,就達10多萬元。

    田地里“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產業,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。

    多處調研后,他了解到這并非個別區域的問題,而是普遍存在的“老大難”。其核心原因,不在于有意過量打藥,而在于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于農藥銷售者的指引。而后者本身帶有天然的趨利性。

    此外,由于基層農技人員匱乏,農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,家里還剩下不少農藥。有的瓜果本來只需打兩次,他們卻打了四五次?!眲⑥瘸皆诓稍L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癥解決,還能減少農藥使用,讓城里的居民吃得放心。

    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,每年集中發布蟲害預警,提出科學性的防治意見,并開展統一行動。

    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,憑借千年傳承下來的“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,但在具體的生產實踐中,該怎么使用農藥?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。

    即便是扎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,并琢磨著一項新技術,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產品,搞網上直播帶貨。移動互聯網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于一款“植物掃一掃識別”的手機應用程序。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云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算法,搭建一個包括病蟲害圖片庫、病蟲害防治信息庫的基礎數據庫。

    現有的團隊缺乏相關專業人士,于是他們抵押房產募資數百萬元另立公司,從名校招募一批大學生加入。

    人工智能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多人的圖像采集隊伍,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種農作物,建立了320多種農作物病蟲害模型?!眲⑥瘸秸f,通過“算法+數據庫”的支持,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,幾秒鐘后,手機屏幕便閃現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。有復雜成因的,還可以咨詢后臺的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:第一步是采集圖像,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征,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算法中,提取植物病蟲害的關鍵特征,如葉子顏色、蟲洞形狀與大小等,用于后續的識別步驟;第三步是數據庫匹配,提取了關鍵特征,系統將與一個包含大量植物病蟲害圖像和信息的數據庫進行比對;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,并將結果返回給用戶。

    目前,“植物口袋醫生”項目開發出的應用程序對個體用戶免費開放,全國有31萬人注冊使用。

    “‘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?!眲⑥瘸秸f,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,足以支持其市場拓展。

    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,贏得農戶們的贊賞。有業內人士指出,這一技術體系得到廣泛應用后,有望打開數字農業的一片新藍海。

    剛涉足農業人工智能不久的劉奕辰團隊,又關注到了另一契機——近年來從南到北泛濫成災的紅火蟻。

    “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?!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只,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。但病蟲的分布、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?!熬珳释斗乓环N對人類影響小的餌藥,讓紅火蟻搬回家,然后一網打盡?!眲⑥瘸秸f。

    來源:中國青年報


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