当一个普通集装箱大小的空间能收获 300 多公斤优质生菜，当 AI 系统能精准预判植物生长需求，当节能与高产在智慧调控中达成平衡……
这些看似不可能的的农业场景，在 2024 光明多多垂直农业挑战赛中，已然成为现实。
在上海光明花博邨，六个标准集装箱内上演着一场跨越数个月的“智慧农业”竞赛。来自中国农业大学、上海交通大学等高校和科研机构，以及创业企业的青年才俊们，用自主研发的 AI 算法与精密环控系统，重新定义了现代农业生产方式。这些 90 后、00 后科研人员，正用科技的力量突破传统农业的边界，探索垂直农业发展的新路径。
“植物并不会像动物和人一样去表达。当植物出现胁迫的时候，再进行环境控制就已经晚了。”获得一等奖的赛博农人队队长杨浩道出了智慧农业的核心挑战。如何让机器读懂植物的“心声”？如何将海量数据转化为精准的种植决策？这些问题的破解，正在改变农业生产的未来图景。
从播种、培育到收获的全过程中，AI 技术扮演着“作物生长顾问”的角色。密布的传感器网络实时捕捉环境变化，智能算法不断优化生长参数，自动化系统精准执行每一个控制指令。这场比赛，可以说是一场人机协作的智慧农业实践。
最引人注目的是参赛团队展现出的跨界融合能力，农学、计算机、能源、机械等不同领域的人才同台竞技，共同探索智慧农业的无限可能。
“农业不仅仅包括植物工厂，比如智慧农业，它是非常综合的学科，现在院校也都开智慧农业这个专业了，它涉及到方方面面。”绿叶先锋队的队长魏晓明说，“比如说做智慧管控，需要学计算机的、学自动控制的，当我们想设计温室结构、植物工厂结构、栽培系统的时候，需要机械专业的人才。调光、调水肥等，可能需要水土工程专业、栽培行业的人才。”
看似简单的“种菜”，背后是多学科的通力协作，上海农科院团队在设计可移动式垂直吊挂栽培架时，不仅要考虑植物生长需求，还要兼顾机械结构、空间利用率、能源效率等多个维度。最终，在苗辰队长的带领下，他们的创新设计不仅实现了 33.72 平方米的种植面积，总产量更是突破了 300 公斤。
产业派的表现同样亮眼。叶菜侠团队虽然成员多是非农业专业出身，但在队长解晓巍的带领下，凭借对市场的敏锐洞察和扎实的工程实践，种出了单株重量达到 460 克的“菜王”。他们与成都智棚等供应商合作开发的环境控制系统，更是让普通人也能轻松实现专业级种植。
“我们认为今后确实有很多东西需要学习，毕竟这次参加比赛是非常好的交流机会。垂直农业在中国的发展充满了挑战，但大家都非常一致地认为这是非常有前景且正确的方向。”墨泉团队的秦楚汉说。这个以计算机科技见长的团队，通过自主研发的 AI 算法实现了精准的环境调控，为植物工厂的智能化提供了新思路。
赛博农人团队则展现了学科交叉的魅力，这支来自中国农业大学的队伍，将农学知识与工程技术完美结合，开发出基于植物生理反馈的智能环控技术。
“我们团队都是来自于中国农业大学农业农村部设施农业工程重点实验室下的植物生理环境研究室，我们的专业叫农业生物环境与能源工程，我们的专业是工农交叉学科。”队长杨浩说，“并不是说完全学农的人或完全学工的人就一定会把这个事情做好，要做好一件事是需要大家一起合作的。”
在这场“智慧种菜”的竞赛中，六支参赛团队用 AI 技术演绎了一场与植物的精彩对话。从播种到收获，AI 的身影无处不在，正在重新定义现代农业生产方式。
“植物并不会像动物和人一样去表达。当植物出现胁迫的时候，再进行环境控制就已经晚了。”赛博农人队队长杨浩一语道出了智慧农业的核心挑战。他们团队以“对话植物”为理念，构建了完整的生理模型和生长模型，通过密布的传感器收集数据，建立了基于植物生理反馈的智能环控系统。这种方法让环境调控更具前瞻性，不是等到植物出现问题才采取行动，而是提前预防、主动调节。
上海农科院团队则将重点放在了生长预测上。“我们主要基于多环境因子来构建植物以及优雅生菜的生长模型，对它的产量和主要外观指标建模，帮我们预测在未来一段时间的长势大概什么样，相当于预见它的生长。”队长苗辰介绍说。
来自交大的室墨司源队则专注于打造节能环保的种植系统。“我们考虑的是先做一个极致的在有生物条件下可以稳定运行，而且足够节能的框架，并且提供一个可以在日后迭代种植策略的实战平台。”队长熊元科说。他们的创新之处在于将能源管理纳入智能控制系统，通过液冷系统处理 LED 废热、优化空调运行策略等手段，在保证作物生长环境的同时实现了显著的节能效果。
墨泉队则在环境控制的精细化方面进行了创新，他们运用强化学习算法进行环境调控，特别是在二氧化碳浓度的精准管理上取得了突破。这种看似“小题大做”的尝试，实际上为未来更复杂的智能化环境管理奠定了基础。
绿叶先锋队则采用了更为系统化的方案，将 AI 技术应用于环境调控的各个环节，他们通过深度学习算法优化环境参数组合，在追求产量的同时，特别注重资源利用效率的提升。
“希望以后即便是比赛过后，我们六个团队的成员、队长之间一定要多多交流，两个企业公司希望能够作为大家技术转化、成果转化的出口。”在叶菜侠队长解晓巍看来，这场比赛不仅展示了 AI 技术在农业领域的创新应用，更为行业发展提供了交流和合作的平台。
通过这些团队的探索实践，AI 技术在农业领域已经从概念走向现实。每个团队都找到了自己的技术突破口：有的专注于植物生理反馈，有的侧重环境预测，有的注重能源优化，有的追求技术普及。虽然完全智能化的种植还需时日，但这些创新尝试正在重塑农业生产方式，推动智慧农业向更高质量、更可持续的方向发展。
“农业科技作为推动农业现代化和数字化的核心动力，正以前所未有的速度改变着我们的生产方式和生活方式。从‘解放双手’到‘知天而作’，新一代人工智能正深刻改变农业的科技创新、生产、销售及经营组织方式。”中国工程院院士、国家农业信息化工程技术研究中心主任赵春江指出，这种变革不仅体现在生产效率的提升上，更反映在整个农业产业链的智能化升级中。
拼多多高级副总裁、首席发展官朱政道出平台企业的使命：“农业是拼多多的初心，我们希望发挥自身优势，助力中国农业数字化转型和高质量发展。”
朱政表示，多多农研科技大赛举办四届以来，从云南的高原温室，到上海的植物工厂；从草莓、番茄，到生菜；从传统种植到AI 种植；从成品集装箱到自主设计建设。每一次挑战的升级，都是我们在数字农业、智慧农业领域进行的努力和尝试；各支队伍通过自己的钻研和探索，证明了数字技术和人工智能能够有效赋能现代农业，智慧农业不仅大有可为，更是未来农业发展的必然选择。
“当今时代，进入又一次的创新浪潮，全球的创新进入了自1850年第一次工业革命以来，有人形容是第四次科技创新浪潮。这次的全球创新，它凸显了以人工智能和生命科技为代表的交叉融合的创新模式。”中国农业大学校长孙其信强调：“建成世界农业强国的核心标志，是要率先成为世界农业科技强国。”
现代农业的复杂性，决定了其发展需要多学科的交叉融合。正如上海市农业科学院副院长赵志辉所言：“一粒种子可以改变一个世界，一项技术能够创造一个奇迹。现代化的农业，已经是一门涉及多学科交叉应用的复杂生产部门，既需要传统农学的科学经验，也需要软件、机械、人工智能、物联网等多种现代科技的综合支持。”
中国农业机械化协会战略咨询委员会主任刘宪也表示：“智慧农业不是单纯的生物技术，它是生物技术、工程技术、信息化技术的跨界融合。”
“创新是农业粮食体系转型的核心动力。未来，我们将加强与中国伙伴的合作，共同服务三农。”联合国粮农组织驻华代表处助理代表韩焰强调，这体现了中国智慧农业实践对全球农业发展的示范意义。
面对新时代挑战，“我们要发展新质生产力，全面实现乡村振兴，构建多元化食物供给体系，破解‘卡脖子’技术难题。”光明食品集团品牌总监刘婧说。
从这场创新竞赛中，AI 技术正在重塑农业生产方式，从环境感知到决策优化，从生产管理到质量控制，智能化正在农业各环节释放潜能。虽然全面智能化的道路还很长，但创新的种子已经播下。