造一座「动物工场」，提早练习训练「流离地球」的末极形态

2015 年，刚刚从南京农业大学蔬菜学专业博士结业的何立中，接到了一个「不测」的使命——给中国南极科考站「种点菜」。

做为地球上最极端的情况，南极没有蔬菜存活的前提。但科考队员们十分需要蔬菜，不单单是做为营养补给，更因为他们终年面临白茫茫的雪地，随便患上「雪盲症」，以至产生心理疾病，而绿色蔬菜能够做为「园艺疗法」，给队员们带来精神上的「营养」。

不外，从外埠向南极运输蔬菜成本极高，离科考站比来的国度是智利，往还得坐上军用飞机。

有没有可能在南极建造一个蔬菜温室，随时给科考队员赐与别致蔬菜？

何立中和团队——国度设备农业工程手艺研究中心崇明基地，给出的计划是，动物工场——操纵一套智能掌握系统，营造出一个能够称心所有动物生长要素的情况，从而让人类脱节天然情况的限造，在任何地点、任何时候都能种植出蔬菜。

但动物工场的意义，绝不只是在极端前提下对人类「火星救援」式的自力更生，它更是为老苍生不限地区、不限季节地赐与蔬菜，保障餐桌不变、餐食丰富和别致的更佳种植体例。别的，因为全程处于尝试室情况，动物工场的蔬菜无虫害、无农药，人们还能够通过掌握营养液，实现蔬菜的微量元素定造，种出更高操行的蔬菜。

在动物工场，凡是35天摆布，一棵生菜就能从种子长大成熟。图中的生菜品种为「文雅」| 来源：赛事官方

向远看，动物工场，可能是人类农业的将来。

比来两年，从学术界到财产界，一场针对动物工场的研究正在悄悄成风。

2 月中下旬，在位于上海崇明岛的一座大型动物工场基地里，四收来自中国顶尖农业院校、科研机构、企业的研究团队，正在停止一项猛烈的比赛。

他们要处理的是绵亘在动物工场面前更大的难题：若何打平收进模子，用更低的成本，种出更好、最多的蔬菜——那是打通动物工场到人们餐桌路程的最初一道难关。

01

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顶级「农业大棚」

动物工场最后设立，源自于 NASA（美国太空总署）在太空极端前提下种植蔬菜的需求。1991 年，参与 NASA 方案的美国威斯康星州大学，起头以人工光（荧光灯管）测验考试做太空农业。

一个典型的现代化动物工场，大致是如许的：

它是一个类似集拆箱的建筑物，几乎能够建在任何处所。推开门进往，右手边是三层或六层的种植架，每层均匀散布着近百个种植槽孔，动物就从槽孔中长出来。

无论外界四时瓜代、日夜更迭，那里永久连结着动物最适宜的生长情况：中心空调供给温度，传感器随时捕获并调整空气中的二氧化碳浓度，水混合特定比例的营养液顺着管子赐与种植槽孔，架子上的 LED 灯则模仿光照平均撒在每一片叶子上。

动物工场种出的生菜。仅示企图，非角逐用苗 | 来源：赛事官方

在那套工业化的种植系统下，动物以更高的效率生长着，产量也随之暴增。陆地一年只能种植 2、3 茬蔬菜，但动物工场一年能够种植 10、15 茬。动物工场的产量能够到达陆地种植的 10 倍以上。

何立中和团队就为南极科考站，建起了如许一座 36 平米的动物工场。利用带来的种子，队员能够种出生菜、上海青、韭菜、草莓、黄瓜，番茄，西瓜，辣椒等二十多种蔬菜，每周给科考队员们赐与两至三次蔬菜。

「那是一项十分重要的手艺，万一有一天需要『流离地球』呢？」何立中说。在崇明基地，我见到了包罗他在内的四收团队领队。

何立中率领的是上海农科院团队。他本硕博期间都在研究设备农业，在上海农科院，也次要负责研究动物工场。

从产量、不变性、操行、就近性等层面看，动物工场都是称心老苍生蔬菜赐与的更佳种植形式。它是「设备农业」的顶级形态。

我国设备农业的起源，要逃溯到上世纪 80 年代。

那时，人们还面对「食菜难」的问题，蔬菜无法终年不变地赐与。为了更好地脱节天然情况的限造，一些农人和种植户起头搭建简单的塑料大棚，后来又演进到日光温室、玻璃温室。

其时，中国农业大学特意开设了「农业建筑情况与能源工程」专业（简称农建专业）。它的核心就是，用更智能化的体例改进农人的设备农业，处理老苍生的「食菜难」问题。

截至目前，设备蔬菜已经占到我国全国蔬菜赐与量的 40% 以上。

数十年过往，那个专业吸引了农村塾子郑建锋的目光。

郑建锋出生于河南周口，父母都是农人，他从小就下地干活，种过小麦、玉米、大豆、花生等做物。父母吩咐他必然要好勤学习，「以后不再务农」，但他仍然热爱农业。

2011 年高考填意愿，他被现代农业的理念深深吸引了，第一意愿就是中国农业大学，第一专业就是农建专业。

2021 年他以博士身份，进进农大设备农业工程重点尝试室，次要研究设备农业，包罗智能温室和动物工场等。

在崇明基地，我见到了那位 92 年的男生。他戴着一副半框眼镜，体态瘦削、腔调平缓。在尝试室，他拉起一收全员 90 后的角逐团队，他也是四收团队中最年轻的领队。他说，年轻的益处是，「更专注、更重视、更投进」。

郑建锋和他率领的团队 | 来源：赛事官方

在郑建锋看来，我国的设备农业仍然「大而不强」。其主体仍然是简单的大棚温室、日光温室，而实正智能化的温室、以及做为设备农业「顶级形态」的动物工场，仍然较少。那和荷兰、日本等农业现代化先辈国度仍有较大差距。那也是他想要勇敢投进动物工场的原因。

02

AI种菜

在邻接上海市区的崇明岛，坐落着上海光亮食物集团的农业基地。光亮食物集团不断是上海那座特大城市主副食物的保供方。但拥有 2000 多万生齿的上海，「保供压力」不断不小。疫情期间更是不容易。那也倒逼光亮食物集团开启对动物工场的研究和规划。

从 2021 年岁尾起头，光亮食物集团就组建了动物工场的研究团队。整个 2022 年，团队都在对动物工场深进调研。

2022 年，光亮食物集团旗下光亮母港联袂拼多多举办了「2022 光亮多多垂曲农业挑战赛」暨「第三届多多农研科技大赛」，那就是本年那四收步队角逐的布景。做为以农业为持久战术的平台型企业，拼多多期看操纵新手艺鞭策农业的数字化开展，为农业带来革命性的改变。

在角逐现场，四座崭新的、占地近十平方米的动物工场一字排开，它们回属于每收团队。和参看者一样，那也是四只团队第一次看到本身的角逐设备。掌握光、温、气、水、肥的设备和参数都被毗连在云端，在几天的培训和设备调试后，那些团队将要分开崇明，长途调控动物的生长。

本次决赛在上海崇明的光亮母港垂曲农业研究中心停止。图为参赛的四座动物工场 | 来源：赛事官方

取代人们运营那些工场的，是云端的人工智能（AI）：

起首，人工智能系统通过二氧化碳传感器和图像传感器，捕获到动物的光合速度、生长速度，那两个核心目标能够让参赛团队获知动物此刻的实在形态。

其次，人工智能根据那些目标揣度出动物欠缺什么，并通过调剂温、光、水、肥、气等参数，改动动物的生长情况，让动物更好地生长——那个领会动物需求、并赐与动物所需的过程，被称为「与动物对话」。而参赛团队会全程监测、调控那个过程。

「我们参与那个角逐有一个很重要的命题，就是想验证一下农业消费中，有几决策能够被人工智能取代，它能在农业消费上走多远、做几。」极星农业的开创人徐丹说。他也是四位领队之一，曾率领团队获得上届农研大赛冠军（关于徐丹团队的故事可看极客公园的详尽报导：在北京郊区，做一场最难的「尝试」）。

而他已经看到了谜底。「我以前不太认为 AI能够替代我们往做那项（农业）工做，通过那几次角逐，我看到机器能做的实的特殊多、人工智能发扬的空间无比浩荡。」他说。

事实上，在给南极科考站建好动物工场后，何立中本人并没有往过科考站。南极出差成本太高，他只能把种菜使命交给随行的医生、厨师。后者毫无体味，只在临行前被培训了两天，并被告知碰着问题能够给何立中及团队发微信乞助。但即使如斯，他们也胜利地在南极种出了蔬菜。

何立中和他率领的团队 | 图源：赛事官方

徐丹和郑建锋都认为，目前在农业范畴，就算人工智能能够取代人做良多工做，仍很难代替人类专家。后者能供给精准的揣度和决策，而机器目前很难做到那一点。

不外，在农业范畴，不是所有场景都需要专家。就像在南极科考站，人们的等待是「能种出蔬菜就行」——日常生活中，通俗市民的种菜诉求也是如斯。

那或许也是动物工场更具有想象力的利用场景。

徐丹想象过如许的一个画面：将来在动物工场里，假设人们想要在特定天数之后，获得特定命量的蔬菜，他所有的操做只需搜集成一个按钮。当他按下按钮之后，机器会主动播种、计算生长周期、浇水施肥、开灯等等，而到了约定的日期，那小我要做的只是往把那盘菜端上来罢了。

03

科技要高，成本要低

动物工场似乎是一个最完美的农业种植形态。但它有一个致命的缺陷，就是培育提拔如许一个全可控情况所需的能耗成本太高，招致它的收进模子很难打平，无法贸易化落地。

鲍华是一位纯工科布景的传授，他讲话间接，认实倾听时眉头会拧在一路。他的根究极富逻辑，十分理性。做为上海交通大学绿色能源与新农村中心主任，鲍华测算的一个数据是，能耗成本可能占动物工场总成本的 52%（另一种说法是在 40% 至 70% 区间浮动），此中光源和空调别离占了成本的 60% 和 35%。

那意味着种植一公斤生菜，可能要消耗近十度电，成本要十几元。那使得本就薄利的农业种植更难以挣到钱。

能源掌握恰是鲍华的强项。他过往研究的标的目的是微纳米标准的热量输送和能量转换，后者被普遍利用于芯片等电子器件的散热。

几年前，他还做过一个太阳能海水淡化的项目，在无电力、无能耗的情状下，为海岛赐与淡水。后来，他意识到那个淡水安装能够用来种植蔬菜，因而把它革新成了一个无能耗、自运行的蔬菜种植安装。

此次，他期看陆续用本身的体味，搀扶帮助动物工场处理能耗问题。为此，他在上海交通大学内部拉起了一收工科、农科连系的团队，参与此次农研大赛。他的目标是将产量进步 40% 以上，能耗降低 25% 以上。

图为此次角逐利用的集拆箱动物工场及内部根底配套设备 | 来源：赛事官方

用工科赋能农科、用工科带动农科，那恰是他所在的上海交通大学溥渊将来手艺学院设定的标的目的。那也是促使他从工科转进农科的间接原因。

2021 年 8 月，上海交通大学溥渊将来手艺学院正式成立。它努力于成为国际前沿的、学科穿插的教研平台。院长倪军传授是机械造造及主动化范畴的顶尖专家，曾任宁德时代首席造造官和工程造造及研发系统联席总裁。而学院的名望院长是宁德时代董事长兼 CEO 曾毓群。

在治理团队的屡次切磋后，他们根据人类的素质需求，确定了溥渊将来手艺学院将来的两大标的目的：能源和安康。

围绕能源的产生、能源的存储、能源的输送、能源的利用那四个角度，学院构成了五大研究中心。在能源的利用那个角度上，只要一个研究中心，那就是绿色能源与新农村研究中心。那意味着，学院将农业视做能源最重要的利用标的目的。

当院长倪军向鲍华抛出橄榄枝，邀请他成为绿色能源与新农村研究中心主任时，他根究了数月。促使他最末容许的原因是，他意识到那是一个准确的标的目的。

站在国度的汗青布景角度，鲍华意识到，过往农业为我国工业现代化做出了浩荡的牺牲，它支持我国从落后农业国快速改变为工业国，但却没有获得婚配的回报。小时候，鲍华的奶奶家就在农村，他看亲人们在田里辛勤地劳做，一年却只能挣几千块，还不如出往务工一个月的收进。他认为，跟着目前我国工业化到达必然水平，工业将要反哺农业、城市要反哺农村。他期看参与到那个历程中往。

而他研究的能源标的目的，又恰好可以实正撑持农业。在鲍华看来，农业与能源息息相关，农业消费的各个环节都要用到能源。假设看汗青周期，粮食价格和能源价格也是相关的。鲍华以至认为，中国农业更大的问题是能源问题，假设电费能耗无法降到必然水平，会影响农业的开展。

鲍华和他率领的团队 | 图源：赛事官方

那也是此次大赛评委、农学专家墨为民在根究的问题。墨为民所在的上海市农业科学院园艺所，是中国汗青最悠久的动物研究机构之一，至今已有 60 年汗青。做为园艺所的第三代所长，墨为民认为，伶俐农业起首需要处理的是情况掌握问题，而那背后是对能量的计算和调整。

「那不是单凭农学就能处理的事。」墨为民说。

在鲍华负责的绿色能源与新农村研究中心，其次要研究标的目的有两个，一个是低碳农居，另一个就是动物工场。鲍华说，之所以要将动物工场做为将来农业的主标的目的，是因为它是一项「牵引性」的手艺。那意味着它会产生手艺外溢效应，以至会溢出到大棚、田地等偏传统的种植形式上，从而带动整个农业的现代化开展。

他的梦想是，在将来的 5 至 10 年内，做出一个全绿电（碳排放为零）赐与的动物工场，降低能耗成本，让动物工场从业者能实正看到盈利的可能性。

比照前两届角逐，郑建锋觉得，那一届农业角逐更大的特征是，它的重点不再是人工智能手艺自己，而是聚焦于手艺若何才气切近现实农业消费，进步产量、实现贸易化落地。

那背后是参赛各方对农业消费的理解正趋于成熟。郑建锋记得，其时他的团队曾获得第一届角逐 AI 组第一名，但因为手艺成本太高，那项手艺的妥帖过程碰着了必然阻力。而其时的第二名反而更能给农人带来效益。「所以我们核心存眷的应该是农业，而不是 AI。」他说。

「我们的评审分数，就看最初产量、操行和能耗之间的比。说曲白一点，就看能否在产能和成本之间获得平衡。」光亮母港农业事业部总监王金华说。他也是此次角逐的评委。

「因为最末的目标是让市场可以承受你，」王金华说，只要降低消费成本，才气扩展动物工场的消费群体，而那又会反过来带动财产的开展。

04

年轻人的月亮与六便士

一个改变是，在角逐现场，年轻面目面貌变得越来越多。2020 年至今，拼多多已持续三年举办农研大赛。

据极客公园看察，在那届的所有参赛队员中，大约 80% 以上都是 90 后。徐丹描述，往年和他一路参赛的队员仍是 95 后，本年就酿成了 97、98 年的年轻人。通过和那些年轻人交换，极客公园发现，科技，是角逐背后实正的关键词——科技改动了年轻人对农业的观点，也重塑了年轻人对农业的自信心。

不断以来，提到农业，人们总会想到「面朝黄土背朝天」，长短常辛勤的工做。那也是农业院校招生困难的重要原因。

郑建锋 2011 年进进中国农业大学读农学本科，他发现那个专业的同窗都焦急想调剂走，学院不能不出了政策，只要功效特殊好才有资格转院，「不克不及都走了」。而鲍华团队的熊元科进上海交大的时候，他所在的中法学院为他供给了信息、机械、能源三个抉择，但宣讲的教师从没提到过农业。

「那怎么办？只能倒逼我们开展农业手艺，削减人们天天呆在田里的形态，渐渐重建人们对农业的认知——它并没想象中那么落后。」王金华说。

徐丹觉得，恰是通过如许的科技角逐，学农业的年轻人起头意识到，「农业不是那么 low 的，农业也能够很高科技，挺酷、挺好玩。那让年轻新农夫对农业的兴致愈加浓重了。」

而农业现代化蕴含的前景与可能，也成为了那群年轻人做农业的动力。

和郑建锋一样，他的队员杨瑞梅也身世农村，从小就干过农活。在她的家乡云南，农人还在用牛犁地、手工施肥。进修农业之后，她骇怪于农业主动化手艺的高效，期看能够用它们革新农业。

林童是徐丹团队的成员，研究生主修计算机视觉。小时候，她看过外公种水稻，播种十分辛勤，还要小心水里的蚂蝗等虫子。她觉得，假设能把本身所学的科技常识运用到农业范畴，减轻农人的劳动，会长短常有意义的工作。

徐丹和他率领的参赛团队 | 来源：赛事官方

所有的参赛团队都提到跨学科的重要性。做为一门利用学科，农业不只需要本专业的人才，更需要计算机、工科、商科等跨学科的人才一路建立。「只要如许，农业才气实正地现代化。」上海市农业科学院园艺所所长墨为民说。

但不断以来，墨为民看到，「学科之间的朋分很凶猛，相互间的壁垒比力厚」。

通过此次角逐，他很兴奋地看到，「搞农业的、搞信息化的、搞能源的、搞配备的年轻人们，都聚在一路想办法种出更多的、更好食的菜。」他相信比及他退休的时候，农业的学科合成，会找到谜底。

那并非一条随便的路。情愿投身农业的人才太少了，农业专业的学子都难以留下来，更何况跨学科人才。

与郑建锋同届，全班 27 位同窗，如今只要 3 小我还在陆续处置农业。刚从上海交大农学研究生结业的孙思捷说，他们每届只要不到 5% 的情面愿处置农业相关的工做。

核心问题仍是收进。

同样是理工科，鲍华看到，「交大学 CS（计算机科学）的学生，走路是看着天的。但是学农业，可能一进来心态就没那么好。」前者往大厂，年薪能够给到 70 万以上，然后者年薪则远远不及。

郑建锋也曾体味过现实的残暴。2015 年结业后，他曾试着找农业相关的工做，但即使在北京如许的城市，工资也只能给到三、四千。「除非你家里不差钱，或者就想逃求抱负，但如许的人太少了。」鲍华说。

关于若何处理那个问题，鲍华说他也没有谜底。面临构造性的窘境，在整个行业贸易化未完全跑通的情状下，那最末只能靠年轻人本身的抉择。

林童做出了本身的抉择。她说赚钱固然重要，但她更期看能做本身感兴致的工作。她喜好亲近动物，和人类一样，动物也是早晨活动、薄暮歇息，做息法例，那让她觉得天然、温馨。她觉得研究动物十分有趣，比来她读到一篇论文，讲的是科研人员持久给葡萄听音乐，停止声波骚乱，会影响葡萄的成熟过程。她意识到，固然和动物比拟，动物是静态的，但动物其实也有强大的生命力。

跟同届同窗比拟，郑建锋觉得本身更大的幸运就是能做本身热爱的工作。他更享受的时刻是看到本身种的动物不生病，蹭蹭地往上长，「就草莓的叶片特殊地嫩绿，在那种（温室）密闭的空间，开满了红彤彤的果实，你进往之后草莓的香味扑鼻，那一霎时你就觉得特殊温馨。」他笑着说。

一位研究人工智能的年轻参赛者说，「互联网行业会消亡，但农业将会永久存在。」他看到的将来是，互联网行业已经是一片红海，但数字农业仍然是一片蓝海。那是他们值得投身的将来。

而他们也是那个行业的将来。