搞定AI無人種植后,他一年產了3000公斤樹莓_屏東房屋二胎

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中國農業生產最大問題是“人的問題”,只有掌握技術才能讓中小種植戶不再“看天吃飯”。

4年前從荷蘭瓦赫寧根大學回國,郝亦成直接到了張家口的一個山溝里做樹莓種植園,女朋友休年假從2000公裡外的城市趕過來看他,也陪着他一起搭棚子、澆水。

團隊最窮的時候,連給車加油的錢都沒有。

從零開始,他和團隊在這個不適合做農業生產的地方搭建了一整套基於AI的溫室硬件和無人種植系統,為自己心目中“複製農業”技術的成熟奠定了基礎。

鈦媒體影像《在線》第110期在2020年夏天在張家口實地探訪了這個“神奇”的種植園。

農業勞動力斷層,他想到了“無人種植”

2020年7月31日,張家口市萬全區李杏庄村,郝亦成團隊的溫室樹莓基地。這是中國北方特有的大棚,中國40%的設施蔬菜是由這種棚體貢獻。

郝亦成團隊的溫室樹莓基地位於張家口市萬全區李杏庄村,距離張家口市區半小時車程。

基地2019年7月開始建設,佔地1300畝,投資8500萬,前期110畝12個大棚已投入使用。

樹莓別名“山拋子”,規模化種植難度高,目前已馴化且有商業價值的品種都來自國外。在歐美市場,樹莓有長期穩定的銷量,目前在中國還比較稀少。

“我們年畝產可以到3000公斤。”郝亦成對鈦媒體《在線》介紹,樹莓市場價可以達到每公斤200~300元。

郝亦成是湖南人,29歲,本科畢業於中國農業大學、研究生畢業於荷蘭瓦赫寧根大學。

荷蘭是全球第二大農業出口國、農業最發達的國家之一;瓦赫寧根是全球農業方向最頂尖的研究型大學。

留學期間,郝亦成曾在溫室巨頭普瑞瓦工作7個月,並在那裡完成了畢業論文,2016年他放棄普瑞瓦的高薪工作回國,來到張家口創業做樹莓種植園。

然而,種樹莓、賣樹莓並不是他的目標,他的終極目標是通過“無人決策”實現“農業複製”,變革中國農業。

中國中小種植戶多以家庭為單位,他們沒有系統的知識結構,技術水平也參差不齊,在生產中主要依靠經驗做決策,導致經常出現 “看天吃飯”的局面。


“中國農業生產很大問題是人的問題。”郝亦成對鈦媒體《在線》分析,比如一個农民遇到減產,他自己很難採用技術手段解決,往往想到的辦法就是加肥料。

“實際上我們氮肥浪費率全世界第一,用肥超標很常見,我們不是肥料用得太少,而是用得不夠精細,這就是人的決策所帶來的困擾。”

郝亦成的解決路徑是“複製農業”,他認為這樣才能實現持續穩定的產出,讓中小種植戶擺脫“看天吃飯”的局限“旱澇保收”。

中國幅員遼闊,不同地區地理、氣候環境差異巨大,要做到農業的複製,先要實現標準化生產。

標準化生產,就必須排除生產決策中的人為因素,將人的決策權移交到AI手中,也就是實現“無人決策”,也叫“無人種植”。

7月31日,基地集裝箱休息室,參加採收和維保的农民在開會,他們都來自附近村莊。

郝亦成認為,從農業安全的角度,“無人種植”的“複製農業”是農業的未來。

據農業農村部2017年數據,我國一線農業勞動力平均年齡 53 歲,其中 60 歲以上的勞動力佔到了25%。

“這個事情很危險,農業勞動力斷層,這些农民的消失不會循序漸進,而是一瞬間就沒了,如何繼續滿足中國人日益增長的龐大需求,是個嚴峻問題。”

“農業科技公司存在的意義,就是延緩農業勞動力真空期的到來,或者說能夠迅速填補這種真空,依靠技術維持甚至提高產量和產能。”

郝亦成將所有的設想在李杏庄村這個溫室樹莓基地落地,採用了團隊自主研發的全套硬件(AI日光溫室)和AI決策系統(生產算法系統)。

為什麼選樹莓?因為樹莓是最難種植的經濟作物之一,如果能夠攻克它的規模化種植複製,就可以將這項AI技術下探到更廣泛的作物上。

樹莓的種植難度體現在水肥管理和環境控制上:它根系淺,對水肥需求非常精確;夏季高溫高濕,要用大量手段對環境做干涉;冬季要進行反季生產。

樹莓貨架時間非常短,從採摘到進入冷庫再到貨架,整個周期大約7天,不然就會失去經濟價值,這對全鏈的商業化也提出了高要求。

郝亦成介紹,樹莓售價高,選擇樹莓可以在一定程度上緩解前期科技投入帶來的影響:4個月從苗子到掛果,年畝產3000公斤、產值超過20萬人民幣。

決策都是機器做的,1個农民可以管10個棚

大棚內的核心電控模塊,左上角是獨立控制模塊,它可以組網和拓展,還可以手動控制。

控制模塊可以控制大棚里所有可以動的機構:上下風口、二氧化碳、除濕設備、水肥、高壓噴霧、LED燈、風機等。

這個模塊可以兼容多種通訊方式,部署靈活動高,不管是30米長的棚還是300米長的棚都可以部署,既可以單體部署,也可以通過組網實現全局管控。

郝亦成團隊自主研發的主動通風式傳感器,它可以不受外界環境干擾進行採集,每秒鐘都有數據上傳。

這個傳感器是一個“迷你氣象站”,可以同時採集總輻射和光合有效輻射(植物可以使用的700~400納米波段部分的光),還集成了溫度濕度、二氧化碳、土壤濕度、土壤含鹽量等參數的採集。

“國內沒有能夠對標的精品,這是我比較得意的產品。”郝亦成介紹,傳感器是團隊的強項,他在荷蘭有一家公司專門做傳感器研發。

無土栽培的樹莓苗,每個種植噴只有7升。

“基地的樹莓全部採用基質栽培,基質可以避免土傳病害,關鍵是種植的可複製性強。”郝亦成對鈦媒體《在線》介紹。

基質是椰糠,也就是打碎的椰子殼,這是“全世界最好的種植介質”,因為它是純有機的,內部空氣流通很好。

基質進口價格300美元一噸,大棚每畝每年基質成本1000元,這比土壤種植“更實惠”:如果做土壤改良,每畝可以花到3000元以上。

棚頂高壓噴霧系統噴出的水汽瀰漫在大棚里。

每年3~6月,張家口都處於高溫低濕狀態,高溫低濕會使植物處於低濕度脅迫下,生長減緩,嚴重的會出現灼燒,這需要隊環境進行人工干涉。

“大棚的空氣濕度我們希望控制在60~70%左右,像我們長沙一般是80%左右,張家口的室外一般10%左右、室內一般是在30%。”

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大棚安裝的高壓噴霧系統通過傳感器連接AI系統,與其他控制單元聯動,通過實時動態調節來工作,將大棚溫濕度控制在合理範圍。

這台水肥機是一個半主動的施肥系統,可以根據實時土壤濕度和Ec值調節水肥流量。

樹莓對水和Ec(土壤含鹽量)的需求非常精確,集采無土栽培使用的7升種植盆“沒有任何緩衝能力”,這要求對樹莓一天內做多次的脈衝式灌溉,這樣的灌溉方式使用傳統的特定流量灌溉手段是無法實現的。

這款水肥機可以同時適配幾平米到幾十畝的種植面積,郝亦成對鈦媒體《在線》介紹,他們從開始設計,就是針對中國國情下中小規模家庭生產模式、碎片化管理。

行業內,頭部公司的生產方案大都面對集約控制,目標是控制5公頃、10公頃甚至上千畝種植範圍。

“這些系統做得很大,設備做得很大,當然也很貴,沒辦法給中小種植戶使用,我們的概念完全相反,全部是適應中國的國情,進行碎片化的管理。”

AI溫室的整套硬件背後,是AI決策系統:通過傳感器採集數據,決策系統可以同時聯動多個機構,進行實時的“無人決策”來調節環境。

這是一個可以實時編程的系統,系統有一定的自我學習能力,可以針對不同作物、部署在不同環境。

種植所需的所有動作和目標值都由系統決定,系統根據積溫積光來決定當天的灌溉量、設定最高、最低溫以及其他參數,“科學自覺地設定環境”,取代人的決策。

“我們不是像傳統自動種植那樣設定時間和灌溉量,用那種很机械的開關式操作來實現所謂的‘自動化’。”

郝亦成介紹,該AI系統的複雜性在於輸入量很多,難點在於對於多個機構參數的聯合調動,系統要對每個參數對棚體造成的影響非常了解。

“每個動作都是連鎖的,要求系統將硬件調度變得很智能,不能出現相違背的情況:比如一邊使勁噴霧,另一邊風口又使勁敞開,這種情況就會出現資源浪費。”

郝亦成對鈦媒體《在線》介紹,目前大棚有上風口、下風口、水肥機、噴霧、LED燈5個機構聯動,最多的情況下,系統同時可以容納27個機構同時聯動。

每個機構的參數都是一個腳本:噴淋腳本、噴霧腳本、風機腳本、水肥機腳本;多機構參數耦合也可以形成“種植腳本”:比如樹莓種植全流程腳本。

在AI系統中將同一種作物的參數通過一定生產周期確定下來形成具體的種植腳本,就可以無限應用於不同環境中同樣作物的生產,這是郝亦成夢想中的“複製農業”。

這個AI系統,郝亦成團隊開發了2年時間,2019年上線后已測試一年。

這是一個開源系統,郝亦成希望能吸引全世界優秀的種植戶使用他們的硬件在平台上產生各類“種植腳本”,供全世界種植園、農場、溫室、農戶下載使用。

目前,瓦赫寧根大學已和郝亦成團隊達成合作,該大學的專家將使用郝亦成團隊的硬件來撰寫相應作物的控制模型,也就是“腳本”。

“比如你想種番茄,只要你使用的是我們整套基礎硬件和系統,你就可以下載一個荷蘭農場主的番茄種植腳本,在自己的大棚運行。”

這是一種用科技打破知識壁壘的方式,目標是降低農業准入門檻,使中小種植戶和想要投資農業但缺乏經驗的生產者可以實現穩定產出。

系統也不是萬能的,它可以採集環境數據做無人決策,但還無法採集病蟲害、長勢數據,無法判斷採收時間,更無法採摘,這些事情,需要人工來做。

郝亦成介紹,在這個基地,目前1個普通农民可以同時管5個棚,管理工作就是日常巡查,如果技術更成熟,1個农民可以同時管10個棚。


大學30個同學,唯一一個還在“種地”的人

Stan來自荷蘭一家“祖傳”的樹莓農業公司,家族從他爺爺那一輩開始種草莓,直到他這一代。Stan和郝亦成在荷蘭結識,之後來到張家口。

Stan曾在坦桑尼亞管理過大型種植園,種植園裡有500多名黑人勞力,後來,他還在印尼等地做過種植園技術管理。

團隊里,除了外籍專家,還有幾位來自頭部農業公司的技術骨幹,年齡都在30歲左右。

郝亦成說,中國農大本科30名同學,他是唯一一個還在“種地”的人。

“我們專業班級70%是農村戶口,畢業后都想進城,進城對口的就是國企拖拉機廠,不進城就去鄉下‘種地’。”

郝亦成說,有同學熬了幾年熬不下去,要麼因為工資低,要麼因為風吹日晒實在太辛苦。郝亦成則一直在“種地”,這一切,源於他7歲之前的那段童年經歷。

那幾年,他在湖南湘西農村度過。家裡有菜園子和池塘,爺爺常常帶着他種菜、摘果子、餵雞、捕螢火蟲、抓魚。

那種“簡單的快樂”深深影響了他,在他心裏種下了當農人的種子。

郝亦成皮膚黝黑,上高中時常被同學說“像农民”,他並不難為情,反而引以為豪,還對同學立下人生理想:建一座莊園,種滿水果和鮮花,邀請同學去做客。

高考第一志願他填報了中國農業大學,並且被順利錄取。

2013年本科畢業,他進入頂級農科大學荷蘭瓦赫寧根大學繼續深造,成為這所大學生物系統工程專業歷史上的第3个中國學生。

2016年研究生畢業,郝亦成放棄了普瑞瓦的工作機會,從荷蘭來到河北張家口農村。

“很自然就發生了,完全沒有落差,其實進農大之前,就已經做好了思想準備,做農業是一個長期的工作,我肯定是要去風吹日晒的。”

郝亦成對鈦媒體《在線》說,進大學第一天他就想好,自己將來要種地,而且必須去種地。

從荷蘭回國,他帶着70萬啟動資金一頭扎進張家口一個山溝,開始建種植基地。

項目的一位合伙人,是他在農大的同屆校友,張家口人,從澳大利亞墨爾本大學營銷管理專業研究生畢業,兩人在大學本科期間就曾共同創業。

最開始的基地選址在一個山溝,距離最近的小鎮車程半個小時,女朋友休年假從2000公裡外來看他,也陪着他一起搭棚子、澆水。

開荒、整地、搭棚、維護、做實驗、製作設備、搭建後台系統,每一項都是成本。最大的困難是錢,他給自己開了3000元月薪,70萬啟動資金,省着花,花了2年多。

最窮的時候,團隊連油都加不起,買儀器設備更是奢望,只能厚着臉皮從大學、農科院蹭。

借過的最貴的儀器,是用來校準的輻射儀,大概2萬塊錢。

3年時間,郝亦成試種了24個樹莓品種,還設計了自己的溫室大棚、設計制出了基地需要的控制設備。

2019年4月,張家口建發集團聯繫到郝亦成團隊,雙方就基地建設展開合作。

“一個偶然的機會,他們到我們山裡的基地参觀,看到這麼多高材生拿着電腦在地里鑽,覺得很‘震撼’,說要扶我們一把。”

那以後,這個小團隊從山裡出來,開始在李杏庄村建新基地,如今,這個基地已經基本跑通,更大規模的種植也在逐步鋪開。

郝亦成說,他的目標是10年內在全國做100个中大型園區、上千个中小型園區,同時幫助更多散戶種植戶,讓更多人有能力使用複製農業技術。

【本文作者陳拯​,由合作夥伴微信公眾號:鈦媒體授權發布,文章版權歸原作者及原出處所有,轉載請聯繫原出處。文章系作者個人觀點,不代表立場。如內容、圖片有任何版權問題,請聯繫(editor@zero2ipo.com.cn)處理。】

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