這群90后用AI給農(nóng)作物“看病”
將手機(jī)鏡頭對準(zhǔn)一株疑似出現(xiàn)病蟲害的稻穗，拍照、上傳、系統(tǒng)識別，簡單幾步后，手機(jī)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(qū)別。而實際上，它卻是一支90后青年創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊切入生物防治、開拓“AI農(nóng)業(yè)”新藍(lán)海的渠道。年僅29歲的劉奕辰領(lǐng)銜創(chuàng)辦了湖南大匠農(nóng)業(yè)科技有限公司，是這支團(tuán)隊的負(fù)責(zé)人。
他們研發(fā)的這項手機(jī)“掃一掃”識別水稻病蟲害的新技術(shù)，被農(nóng)戶們形象地稱作“植物口袋醫(yī)生”。在今年舉辦的第十屆“創(chuàng)青春”中國青年創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽(鄉(xiāng)村振興專項)中，他們正是憑借這項技術(shù)奪得金牌。
榮譽背后，是一批青年創(chuàng)客在廣袤農(nóng)村的5年耕耘。
酷愛“發(fā)明”的青年創(chuàng)客
劉奕辰自小就有股不安分的勁頭，中學(xué)讀書期間，他熱衷于發(fā)明創(chuàng)造。他那時發(fā)現(xiàn)，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(diào)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(xiàn)多種用途，順利拿到了國家專利，還生產(chǎn)出了成品。
搬家時，家中沒有有線電視，他聯(lián)想到艦艇上的旋轉(zhuǎn)雷達(dá)可以接收信號，萌發(fā)了造一臺接收機(jī)的念頭。于是找到同學(xué)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(jī)，把線纜插到電視機(jī)上的信號輸入口，便能搜到一些電視節(jié)目。
看到劉奕辰沉迷其中，母親一度擔(dān)心他能否順利考上大學(xué)，并多次跑到其就讀的岳云中學(xué)，找到班主任老師要求“嚴(yán)管”，并強行叫停了兒子新型電視信號接收器“擴(kuò)大再生產(chǎn)”的計劃。
高考結(jié)束，沒能考上理想大學(xué)的劉奕辰，進(jìn)入湖南工學(xué)院就讀。
在參加學(xué)?！叭锣l(xiāng)”社會實踐活動時，城里娃劉奕辰見到了一些鄉(xiāng)村的貧困，心里很受觸動。他開始思考，能不能把創(chuàng)業(yè)放在農(nóng)村，讓自己的創(chuàng)業(yè)夢想和農(nóng)民的致富期盼實現(xiàn)“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(nóng)戶養(yǎng)，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(rèn)識到，農(nóng)民的積極性沒有調(diào)動起來，再多錢都是打水漂。
他決心休學(xué)1年，下鄉(xiāng)辦出產(chǎn)業(yè)來。從一個村里流轉(zhuǎn)100多畝土地后，他與別人合伙成立了衡陽夢創(chuàng)商貿(mào)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(jié)識的朋友借來的，團(tuán)衡陽市委出面聯(lián)系市人社局，與銀行協(xié)調(diào)了10多次，最后給予了一筆小額貼息貸款。
農(nóng)村創(chuàng)業(yè)1年，劉奕辰和10多個創(chuàng)業(yè)伙伴發(fā)現(xiàn)，這比當(dāng)年在校園做電商搞外賣還苦——大多數(shù)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(xiāng)村融于一色。
兩年的苦熬終于有了成果。他們的農(nóng)產(chǎn)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(biāo)注冊。每年用于慈善的捐助，就達(dá)10多萬元。
田地里“挖出”的治蟲術(shù)
2018年，劉奕辰團(tuán)隊跟隨團(tuán)衡陽市委，在衡陽縣曲蘭鎮(zhèn)搞駐村扶貧產(chǎn)業(yè)，做得頗有聲色。但他發(fā)現(xiàn)各地農(nóng)業(yè)普遍存在農(nóng)藥殘留超標(biāo)的問題，瓜果蔬菜尤甚。
多處調(diào)研后，他了解到這并非個別區(qū)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(shù)農(nóng)戶不具有相應(yīng)知識，其施藥操作頻次和數(shù)量來源于農(nóng)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(nóng)技人員匱乏，農(nóng)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(nóng)藥。
直覺告訴劉奕辰，這個領(lǐng)域大有可為。那一年，他25歲。
“我們走訪很多農(nóng)戶，稻子都割完了，家里還剩下不少農(nóng)藥。有的瓜果本來只需打兩次，他們卻打了四五次。”劉奕辰在采訪中告訴記者，現(xiàn)實的矛盾讓自己萌生了一個念頭：建立一個大數(shù)據(jù)庫，打造一名“植物醫(yī)生”，不僅可以幫助農(nóng)戶找準(zhǔn)病蟲害的問題對癥解決，還能減少農(nóng)藥使用，讓城里的居民吃得放心。
理想很豐滿，現(xiàn)實很艱難。
人類與病蟲害對抗了數(shù)千年。我國農(nóng)業(yè)部門常年組織開展“蟲口奪糧”保豐收行動，每年集中發(fā)布蟲害預(yù)警，提出科學(xué)性的防治意見，并開展統(tǒng)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(nóng)作物病蟲害的具體情形也不一。比如，在南方水稻種植區(qū)，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(lǐng)”，有經(jīng)驗的農(nóng)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(chǎn)實踐中，該怎么使用農(nóng)藥？用多大量？很多農(nóng)民達(dá)不到“精準(zhǔn)”的程度。
以上還只是水稻種植的單一場景，如果農(nóng)民要改種各類瓜果蔬菜等其他經(jīng)濟(jì)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(nóng)村創(chuàng)業(yè)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(tuán)隊敏銳地注意到這些問題，并琢磨著一項新技術(shù)，能顛覆靠經(jīng)驗“吃飯”的傳統(tǒng)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(tuán)隊的年輕人習(xí)慣了用手機(jī)發(fā)朋友圈推廣產(chǎn)品，搞網(wǎng)上直播帶貨。移動互聯(lián)網(wǎng)的妙用讓創(chuàng)業(yè)者受益無窮，也因此，他們萌發(fā)了用手機(jī)識別病蟲害的創(chuàng)意。
他們的直接靈感來源于一款“植物掃一掃識別”的手機(jī)應(yīng)用程序。一番討論下，大家形成共識：“用手機(jī)識別植物的技術(shù)已經(jīng)很成熟，能不能更進(jìn)一步，用手機(jī)拍照識別病蟲害？”
因緣巧合之下，他們就此切入大數(shù)據(jù)和云計算在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。2019年開始，借鑒“植物掃一掃識別”技術(shù)，劉奕辰團(tuán)隊依據(jù)植物病蟲害識別的應(yīng)用場景，探索開發(fā)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(chǔ)數(shù)據(jù)庫。
現(xiàn)有的團(tuán)隊缺乏相關(guān)專業(yè)人士，于是他們抵押房產(chǎn)募資數(shù)百萬元另立公司，從名校招募一批大學(xué)生加入。
人工智能開啟生物防治的藍(lán)海
出乎意料的是，技術(shù)攻關(guān)過程中最難的不是AI算法，而是基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫的建設(shè)。為突破這個難關(guān)，劉奕辰團(tuán)隊與母校湖南工學(xué)院聯(lián)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(nóng)作物的病蟲害圖片。他們還與湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)、四川農(nóng)業(yè)大學(xué)及多個地方農(nóng)科所合作，在引入病蟲害圖片庫的同時，聯(lián)合搭建了專業(yè)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(nóng)作物，建立了320多種農(nóng)作物病蟲害模型?！眲⑥瘸秸f，通過“算法+數(shù)據(jù)庫”的支持，農(nóng)戶只需將手機(jī)鏡頭對準(zhǔn)一株疑似出現(xiàn)病蟲害的稻穗，拍照、上傳，選擇識別植物種類，幾秒鐘后，手機(jī)屏幕便閃現(xiàn)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(fù)雜成因的，還可以咨詢后臺的10多位農(nóng)業(yè)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(jī)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(tǒng)能夠準(zhǔn)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(guān)鍵特征，如葉子顏色、蟲洞形狀與大小等，用于后續(xù)的識別步驟；第三步是數(shù)據(jù)庫匹配，提取了關(guān)鍵特征，系統(tǒng)將與一個包含大量植物病蟲害圖像和信息的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比對；第四步是識別和反饋，系統(tǒng)識別出與用戶拍攝的植物最匹配的條目，并將結(jié)果返回給用戶。
目前，“植物口袋醫(yī)生”項目開發(fā)出的應(yīng)用程序?qū)€體用戶免費開放，全國有31萬人注冊使用。
“‘植物口袋醫(yī)生’擁有開源民用病蟲害數(shù)據(jù)庫，能夠精準(zhǔn)識別病蟲害，有效降低作物農(nóng)藥殘留?！眲⑥瘸秸f，他們的技術(shù)有效契合了國家的鄉(xiāng)村振興和農(nóng)業(yè)數(shù)字化的推進(jìn)。推廣中，即便免費給農(nóng)戶使用，公司仍有生存之道：作為個體的農(nóng)戶多會依據(jù)這一系統(tǒng)來甄別、選擇農(nóng)資，由此可以導(dǎo)流相應(yīng)廣告，疊加農(nóng)業(yè)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(rèn)可，各個駐村工作隊在鄉(xiāng)村幫助推廣使用，贏得農(nóng)戶們的贊賞。有業(yè)內(nèi)人士指出，這一技術(shù)體系得到廣泛應(yīng)用后，有望打開數(shù)字農(nóng)業(yè)的一片新藍(lán)海。
剛涉足農(nóng)業(yè)人工智能不久的劉奕辰團(tuán)隊，又關(guān)注到了另一契機(jī)——近年來從南到北泛濫成災(zāi)的紅火蟻。
紅火蟻是外來品種，在野外沒有天敵。它的發(fā)展速度太快了，2019年還在廣東那一帶，現(xiàn)在已經(jīng)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，人一旦被蜇會產(chǎn)生劇烈疼痛，甚至有過敏反應(yīng)。農(nóng)作物也會被其破壞根莖，生長受阻。
劉奕辰團(tuán)隊調(diào)研發(fā)現(xiàn)，這種小蟲繁殖奇快，一個蟻巢多達(dá)幾十萬只，所到之處，如洪峰過境。衡陽乃至更多地方，受災(zāi)面積不小，均需施藥根治。但病蟲的分布、停留的位置、受災(zāi)的面積，都需要大量數(shù)據(jù)來支撐判斷。由此，他們迅速與政府部門對接，利用大數(shù)據(jù)為“除蟻”提供基礎(chǔ)條件。
此外，團(tuán)隊成員與相關(guān)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(shù)、政府購買服務(wù)、公司捕捉施藥滅蟲的鏈條。“精準(zhǔn)投放一種對人類影響小的餌藥，讓紅火蟻搬回家，然后一網(wǎng)打盡?！眲⑥瘸秸f。（洪克非）
