文 | 林欣
上海的崇明岛，风景向来怡人。
温润的太平洋海风将亚热带春天的干燥吹散，为小岛涂上一片绿意，也造就了岛上最好的季节，踏青、旅游、观鸟，或者是一场春耕，都能给人带来身心的愉悦和回报。
四个20英尺的白色集装箱，便是在立春后，从崇明岛的土地上“生长”出来。集装箱位于岛上的光明母港垂直农业研究中心，是第三届多多农研科技大赛的决赛场所，在接下来的90天里，它们化身为近几年从学术界到产业界都热切关注的“植物工厂”，为四支来自中国顶尖农业院校、科研机构、企业的研究团队，提供同场竞技、大展身手的舞台。
植物工厂，顾名思义，就是生产植物的地方。与传统农业不同，在这里种植的作物，依托于科技设施，无需“看天吃饭”：集装箱的箱体隔绝了外部环境，内里种植架上的LED灯替代了太阳，有机养料替代了土壤，运用技术手段便能调控温度、湿度、光照、二氧化碳浓度以及营养液投放量等，使之永远保持着最适宜植物生长的环境状态。
通常35天左右，一棵生菜就能在植物工厂里，从种苗长大成熟。今年农研大赛的决赛，挑战的就是在“没有日照与土壤”的集装箱里，以更低能耗种出更高产量、更好品质的“水果生菜”。正式比赛前，来自上海交通大学的队伍，为了契合大赛主题，特意将名字改成了“生生不息”，不仅意味着方案中算法的迭代，也恰好寓意着生菜一茬一茬的长。
一切也正如这些选手所愿，在崇明岛的夏天到来之前，四支参赛队伍，都迎来了各自的丰收。
▲本次大赛的四个集装箱式植物工厂位于上海崇明岛。（摄影：顾辰）
1999年出生的熊元科，是“生生不息”团队最年轻的成员，从进入决赛的那一刻起，这位年轻人就明白，等待他们的绝对不是一场轻松的战役。
从初赛选拔开始，农研大赛的“含博量”便是极高，决赛的四支队伍里，博士更是超过六成，无论是专业水平还是过往成就，毋庸置疑，挺进决赛的队伍，基本代表了国内农业科研领域的最强阵容。对手很强大，但更大的挑战来自赛事内容本身。尽管生菜是农业领域十分基础且普遍的植物种类之一，但摆在所有参赛队伍面前的，却是一种名为“翠恬”的全新品种。全新，意味着经验上的空白，哪怕是种植经验最为丰富的上海农科院团队，也花了相当长的一段时间去搜集信息数据，通过不断的实验来了解这个品种的生长习性。在三轮种植周期里，“翠恬”毫无保留地向四支队伍展现了它的培育难度：极其敏感极其娇嫩，环境稍不适宜，成长中后期还极易出现烧心现象，对外观和口感造成极大的影响。前两轮里，所有的队伍都在绞尽脑汁寻找应对策略，熊元科和他所在的“生生不息”也不例外，尽管在一年前，尝试在家里种生菜的他，连“烧心”是什么都不大理解。
▲集装箱里成长中的翠恬生菜。（摄影：陈达通）熊元科的硕士研究方向，是与农学并无直接关系的建筑能源优化，疫情期间，生鲜资源受限使他萌生了“农业自给自足”的想法，在家里实验了好几轮的无土栽培，均以失败告终。后来，经过院里老师的介绍，他认识了“生生不息”的队长鲍华教授，受他从纯工科背景转向农业研究的启发，熊元科作为中途的插队生，加入了“生生不息”团队。农研大赛上，像熊元科这样的工科背景的参赛者并不是个例，“智慧农业”的推进一定离不开学科交叉。“生生不息”团队从成员组成来看，工学背景尤为强大，从制定比赛策略开始，成员们就非常有“自知之明”，最大程度地发扬团队在前沿技术方面的优势，实现节能和提产，是最符合他们的出路。决赛最开始的两周，硬核的工科生们克服了各种bug，成功改造了植物工厂里的一些硬件设备后，甚至还自学数据通信，搭建了一整套智能系统，通过算法和图像识别，自动导入生菜在整个生长周期的数据和“表情”，供成员自由拉取，同时辅助团队里唯一的农学家查凌雁进行种植的分析决策。但是“翠恬”并没有因此给这群工程学家们行太多的方便，蕴含生命力的植物和实验室里二进制的数字有着天壤之别，任何环境参数的变量，都可能影响培育的结果。成员们能够很快地修补好渗水的营养液装备，调试好失控的灯光照明，但是很难应付生菜成长中各种突如其来的变化。“很多时候生菜就是不喜欢这样”，第一轮验收时，“生生不息”的结果不尽如人意，烧心率达到40%，一向以严谨见长的工科生熊元科在复盘时，也颇显无奈，生菜到底喜欢什么，或许在那个时候，就连团队里的“超级博士后”、上海交通大学农业与生物学院博士后查凌雁也无法给出确切的答案。按比赛要求，第二茬生菜很快就要被种下，来不及沮丧，成员们就投入了新一轮的实验。随着智能系统的不断迭代以及对“翠恬”习性的逐渐了解，团队慢慢能够比较准确地预测植物的生长速率和状态，并做到及时调整种植策略，较第一轮生菜的产量和品质都有了不小的提升，成员们开始找到了自己的节奏。团队分工中，熊元科主要负责的是云数据平台和相应的算法分析，尽管比赛以远程操作为主，但有的时候，他仍需要到现场采集数据，调整设备。从交大到崇明岛，路上需要耗费将近两个小时，往返一次，真正留给他干活的时间，总是特别匆忙，就连吃饭都是争分夺秒，回到学校后，又是继续进行数据分析，这些对于仍然有本专业学习任务的他来说，并不轻松。但值得高兴的是，每一次登岛，他都能比上一次更多一点的了解“生菜喜欢什么”，包括他自己，喜欢什么。从小在法国长大的熊元科见识过农业现代化的硕果，而今，即将从交大硕士毕业的他，选择继续申请农业能源方向的博士，将其作为长期发展的职业方向，期待在祖国的土地上，能有一番作为。
▲熊元科选择研究农业能源方向。（图为受访者提供）
按照理想的状况，四支队伍在前两轮的生长周期里，主要是“试错和建模”，然后在最后一个周期里，铆足劲，完成既定目标的同时，种植出最多最好的生菜。“生生不息”团队的各项成果，均在第三个周期得到了有效的检验。被称为“能耗大师”的队长鲍华教授，通过数据测算，在比赛开始初期，便将团队的参赛目标设定为：能耗降低25%以上的同时，保证产量提高至少40%。放在传统农业时代，像鲍教授这样的精确到具体数字的预测，不啻为天方夜谭，然而现代农业与科技的交融，让这一切都成为可能。经过前两轮的沉淀，“生生不息”团队基本克服了硬件带来的各种影响，并根据前两轮的充分的实地测量和仿真工作，自研出一套以节能为导向的环控算法，把农业模型和热力学算法做了一个串联，直接针对室内种植场景，做出适合的温湿度及二氧化碳浓度的调控。最终，基于这一平台的实践操作显示，团队在第三轮的生产种植产量，直接较第一轮大幅提升了135%，三轮种植迭代后节能率明显提升，全部达到鲍教授的预期水平。
▲“生生不息”团队自研出一套以节能为导向的环控算法。（图为受访者提供）崇明岛上，与“生生不息”团队的集装箱相邻的是上一届农研大赛的冠军队伍，“Lettus Grow”，他们在今年的决赛中，也有亮眼的表现。作为一支偏农学的队伍，队长徐丹也不讳言在比赛中的失误与不足，种植进入中期阶段以后，团队发现在植物工厂里，是无法像在玻璃温室里一样，随意调节苗盘的生长密度的，临时调整的策略尽管起到了不错的效果，但一定程度上仍然影响了培育结果。也正是如此，“生生不息”团队在植物工厂的环控技术，让他印象尤为深刻，“我们往往盯着植物自身，但他们关注的是整个植物工厂的设备环境”，他意识到，单一的农学专业也已无法应对植物工厂的各项需求，要想继续探索，必然需要具有工程学、信息技术学背景的跨行业人才加入。这一观点与此次大赛评委、上海农科院园艺所所长朱为民不谋而合。深耕农业数十年，在他看来，以植物工厂为代表的智慧农业已成发展趋势，智慧农业首先要解决的就是环境控制问题，而其背后所对应的是能量的计算和调整，“这不是单凭农学就能解决的事”，朱为民说。在崇明岛的春天里，农学家与工程专家的对决既是本次决赛的一大看点，又是现代农业发展过程中的一大亮点。闯进决赛的四支队伍，从人员组合到方案策略再到应用推广，都在说明同一件事情：当代农人已经有了解题思路——做加法。在赛后访谈环节，所有的参赛团队都提到跨学科的重要性，另一方面，在三轮比拼的过程中，几乎所有的团队，都用到了算法分析，算法的本质就是数据的不断的取样叠加，然后根据模型计算作出预测指令，只因策略各有不同，所以成果也各不一样。和“生生不息”一样以工学背景为主的CyberFarmer团队，做出的是一套基于生长速率的环控方法，通过适度控制生长速率，追求经济价值最大化的同时，做到了高效节能，打破了生菜培育上的耗电局限。在农学领域上，算法可以是技术层面上的加法，也可以像这样，成为应用层面上的减法。农研大赛的最终指向还是惠农，再高大上的技术成果，回到农业本身，如果在土地上无法扎根，便也没有产业化的意义。能够被推广的“好作物，好技术”，不仅仅是具有更高的品质、更好的口味，往往还意味着更简易的手段、更普惠的价格，这些在应用过程中必要的“减法”，对于这群在赛博世界无往不利的新农人来说，或许要比做加法更难。但这才是农业探索的真正意义所在：在多学科交融、多项技术叠加的背景下，寻找提升种植效率、节能减耗、缩减人力、缩短流程、降低成本等帮助农民减负的方法，最终让科研成果普适化，可操作化。正如CyberFarmer团队成员杨浩所言，只要能应用于生产的算法，都是好的算法，但是，对于未来面向这套算法的人群而言，掌握操作比理解原理更为重要，将程序简单化，才是硬道理。
▲来自中国农业大学的杨浩认为在智慧农业中，将程序简单化才是硬道理。（摄影：付梵）六月到来之前，四支队伍的状态均已渐入佳境，植物工厂里的生菜长势颇为喜人。6月6日，正式评审之前，大赛组织方邀请了包括种植者、消费者、厨师、市场监督执法人员等在内的15位大众评审，对收获的第三茬“翠恬”生菜进行品鉴，投票结果显示，“生生不息”团队的成果居于末尾。成员们坦然接受了这个结果，也纷纷安慰了负责生菜种植培育的查凌雁，这位曾被上海市政府认定为“超级博士后”的农学专家，提到团队成果时，不无遗憾，“如果在植物栽培上我能够做得更好，我们的成绩应该会更好”，但事实上，生菜的风味，也并不仅仅取决于某一个人的技术水平或者决策，比赛不仅仅是团队的合作，也是决策的博弈。在过去的研究经历中，查凌雁的聚焦点大多是关于农作物的品质提升，例如在植物工厂，通过光照调控提升植物的口感类物质，但通过大众品鉴结果的复盘，她意外有了一个新的收获——在光合作用下，植物的产量和品质之间，需要找到一个平衡点。
▲查凌雁正在集装箱内调试设备。（图为受访者提供）在三轮种植周期中，不论是“Lettus Grow”还是“生生不息”，第一轮产量最低的时候，品质是最高的，到了最后一轮，二者恰好反了过来，这一点，“CyberFarmer”团队也遇到过，“我们也纠结过要产量还是要品质，但在最后一茬种植期时还是选择了牺牲部分产量，改善整齐度、感官、商品率等品相指标”。又好又多，从来都不只是一句轻松的口号，更是一条异常严苛的评判标准。6月26日的决赛评审会，面对顶级专家组成的评审团，四支参赛团队轮流介绍各自的种植策略、技术、成果，以及商业化推广方案。经专家评委审定，上海农科院队同时获得产量及品质得分的最高分，最终摘取冠军，来自中国农业大学的“CyberFarmer”队荣获大赛第二名与“最佳节能奖”，“生生不息”队与“Lettus Grow”队并列第三。值得一提的是，上海交大这群参赛前没种过菜的工学专家，在辅助智慧栽培的信息化平台的帮助下，实现了生菜的快速增长，其效率让不少评审专家感慨，“如果多种几茬，冠军可能就是工学家了”。不再看天吃饭的现代农业，正在以更广阔的格局吸纳着更多有为之士到来。在过去，与土地打交道的农业一直被认为是脏活累活，上一辈的农人，除了担心自然灾害，也总是忧心后继无人。然而，智能化的前沿科技正在改变传统农业“面朝黄土背朝天”的耕作方式，越来越多的年轻人，在广袤的田间地头，找到了技术的“应许之地”。“我相信第一产业永远是最重要的，所以我觉得，把最好的技术给最重要的事情，也是理所当然的”，尽管熊元科只有24岁，但他十分坚定地，看向了现代农业蕴含的前景与未来。今年的多多农研大赛上，像熊元科这样年轻的身影并不鲜见，不少团队更是有00后成员参与，赛博农业培养出“新农人”，名副其实。来自中国农业大学的郑建锋参加完颁奖仪式后连夜登上返京的火车，并将得奖的消息分享给了等着他第二天一起拍摄婚纱照的妻子。他是一名标准的“90后”，目前做着农业工程方面的博后，学农已经十余年，现已独挑大梁，担任“CyberFarmer”的队长。2011年他不顾家人反对，选择填报农业大学时，只因单纯地想要改变种地难的状况。如今，被两颗种植的又大又好的水培生菜留在农学的他，已经将智慧农业核心技术的创新和发展，作为首要课题。
▲90后青年新农人郑建锋致力于研究智慧农业。而这同样也是多多农研科技大赛的目标，是至今已经举办了三届的大赛一直在坚持的同一件事——让赛博农业，再向前一步。拼多多高级副总裁朱建翀认为，拼多多起家于农业，现已发展成为中国最大的农产品上行平台，将始终把农业作为核心战略，长期致力于利用新模式、新技术推动农业数字化发展，希望通过科技带来农业领域的革命性变化。农研大赛结束后，熊元科洋洋洒洒地在朋友圈发了一篇小作文，结尾他写道，“老鲍加油”。老鲍是“生生不息”团队的队长鲍华，目前就职于上海交通大学博渊未来技术学院，负责绿色能源与新农村研究中心，农业是他认为的能源应用最重要的方向。从工科转向农业以后，他有了一个梦想，在未来的5至10年内，做出一个全绿电（碳排放为零）供给的植物工厂，降低能耗成本，让植物工厂从业者能真正看到盈利的可能性。科技的浪漫和魅力在于，你可以不仅仅只做一个围观者，幸运的话，你还可以用它去做出一点点改变，让大家生活在你参与定义的世界里。再向远看，植物工厂，可能是人类农业的未来，而以鲍华教授为代表的这群年轻人，或许真的足够幸运，可以改变世界的未来。
▲上海交大“生生不息”团队六人合影。（图为受访者提供）
