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用AI给农作物“看病”开启生物防治蓝海第07版

新火种    2023-11-28


AI“看病”四步走 第一步 采集图像,使用手机摄像头拍摄“患病”农作物照片,确保照片清晰且包含足够的植物特征; 第二步 图像处理,拍摄的照片被送入图像处理算法中,提取植物病虫害的关键特征,用于后续识别; 第三步 数据库匹配,提取关键特征,系统将与一个包含大量植物病虫害图像和信息的数据库进行比对; 第四步 识别和反馈,系统识别出与用户拍摄的植物最匹配的条目,并将结果返回给用户。 将手机镜头对准一株疑似出现病虫害的稻穗,拍照、上传、系统识别,简单几步后,手机屏幕上“秒速”显示病虫害种类。 这一幕,看起来与人们平常在路边“扫一扫”求问“度娘”没啥区别。而实际上,它却是一支90后青年创业团队切入生物防治、开拓“AI农业”新蓝海的渠道。

年仅29岁的刘奕辰领衔创办了湖南大匠农业科技有限公司,是这支团队的负责人。 他们研发的这项手机“扫一扫”识别水稻病虫害的新技术,被农户们形象地称作“植物口袋医生”。在今年举办的第十届“创青春”中国青年创新创业大赛(乡村振兴专项)中,他们正是凭借这项技术夺得金牌。田地里“挖出”治虫术 刘奕辰自小就有股不安分的劲头,高考结束,没能考上理想大学的他进入湖南工学院就读。 在参加学校“三下乡”社会实践活动时,刘奕辰开始思考,能不能把创业放在农村,让自己的创业梦想和农民的致富期盼实现“双赢”呢?他决心下乡办产业,从一个村里流转100多亩土地后,他与别人合伙成立了衡阳梦创商贸有限公司。经过两年的苦熬,他们的农产品开始脱销,每年几百万元营收,还拿到了7项专利,手里有了20多个商标注册。

2018年,刘奕辰团队跟随团衡阳市委,在衡阳县曲兰镇搞驻村扶贫产业,做得颇有声色。但他发现各地农业普遍存在农药残留超标的问题,瓜果蔬菜尤甚。 多处调研后,他了解到这并非个别区域的问题,而是普遍存在的“老大难”。其核心原因,不在于有意过量打药,而在于绝大多数农户不具有相应知识,其施药操作频次和数量来源于农药销售者的指引。而后者本身带有天然的趋利性。 此外,由于基层农技人员匮乏,农户对于各种病虫害多不知情,也难以做到“对症下药”“有的放矢”。面对这种情况,刘奕辰萌生了一个念头:建立一个大数据库,打造一名“植物医生”,不仅可以帮助农户找准病虫害的问题对症解决,还能减少农药使用,让城里的居民吃得放心。 刘奕辰团队的年轻人习惯了用手机发朋友圈推广产品,搞网上直播带货。移动互联网的妙用让创业者受益无穷,也因此,他们萌发了用手机识别病虫害的创意。 他们的直接灵感来源于一款“植物扫一扫识别”的手机应用程序。一番讨论下,大家形成共识:“用手机识别植物的技术已经很成熟,能不能更进一步,用手机拍照识别病虫害?” 因缘巧合之下,他们就此切入大数据和云计算在农业领域的应用。

2019年开始,借鉴“植物扫一扫识别”技术,刘奕辰团队依据植物病虫害识别的应用场景,探索开发AI算法,搭建一个包括病虫害图片库、病虫害防治信息库的基础数据库。人工智能开启生物防治蓝海 出乎意料的是,技术攻关过程中最难的不是AI算法,而是基础数据库的建设。为突破这个难关,刘奕辰团队与母校湖南工学院联合组建了100多人的图像采集队伍,深入田间地头采集各种农作物的病虫害图片。他们还与湖南农业大学、四川农业大学及多个地方农科所合作,在引入病虫害图片库的同时,联合搭建了专业的病虫害防治信息库。 “我们集纳了2000万张植物病虫害图片,涵盖水稻、小麦等39种农作物,建立了320多种农作物病虫害模型。”刘奕辰说,通过“算法+数据库”的支持,农户只需将手机镜头对准一株疑似出现病虫害的稻穗,拍照、上传,选择识别植物种类,几秒钟后,手机屏幕便闪现出病虫害图片及介绍文字,并同步匹配防治方案与推荐药物。有复杂成因的,还可以咨询后台的10多位农业专家求解。 具体来看,“扫一扫”的过程可以分解为4个步骤:第一步是采集图像,使用手机摄像头拍摄“患病”稻穗的照片,确保照片清晰且包含足够的植物特征,以便系统能够准确识别;第二步是图像处理,拍摄的照片被送入图像处理算法中,提取植物病虫害的关键特征,如叶子颜色、虫洞形状与大小等,用于后续的识别步骤;第三步是数据库匹配,提取了关键特征,系统将与一个包含大量植物病虫害图像和信息的数据库进行比对;第四步是识别和反馈,系统识别出与用户拍摄的植物最匹配的条目,并将结果返回给用户。

目前,“植物口袋医生”项目开发出的应用程序对个体用户免费开放,全国有31万人注册使用。 “‘植物口袋医生’拥有开源民用病虫害数据库,能够精准识别病虫害,有效降低作物农药残留。”刘奕辰说,他们的技术有效契合了国家的乡村振兴和农业数字化的推进。推广中,即便免费给农户使用,公司仍有生存之道:作为个体的农户多会依据这一系统来甄别、选择农资,由此可以导流相应广告,叠加农业测绘等,足以支持其市场拓展。 这一做法得到了衡阳市委组织部门的认可,各个驻村工作队在乡村帮助推广使用,赢得农户们的赞赏。有业内人士指出,这一技术体系得到广泛应用后,有望打开数字农业的一片新蓝海。 刚涉足农业人工智能不久的刘奕辰团队,又关注到了另一契机——近年来从南到北泛滥成灾的红火蚁。

刘奕辰团队调研发现,这种小虫繁殖奇快,一个蚁巢多达几十万只,所到之处,如洪峰过境。衡阳乃至更多地方,受灾面积不小,均需施药根治。但病虫的分布、停留的位置、受灾的面积,都需要大量数据来支撑判断。由此,他们迅速与政府部门对接,利用大数据为“除蚁”提供基础条件。 此外,团队成员与相关生物防治专家多次研究分析,对红火蚁的来源、流向、防治方法有了掌握,形成了专家出技术、政府购买服务、公司捕捉施药灭虫的链条。“精准投放一种对人类影响小的饵药,让红火蚁搬回家,然后一网打尽。”刘奕辰说。 

本组稿件综合《中国青年报》《衡阳晚报》

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