若何将一只20尺的尺度集装箱革新成产量高、质量好、能耗少、本钱低的动物工场？近日，在2024灼烁多多垂直农业应战赛暨第四届“多多农研科技年夜赛”的预赛现场，16支参赛步队、142位分歧学科布景的海内外青年专家经由过程线上路演、问难的方法展现、较劲各自精心筹备的“施工图纸”与莳植方案。
颠末剧烈比赛，终极，赛博农人队（Cyberfarmer）、上海农科院动物工场队、墨泉队、叶菜侠队（Leafyman）、绿叶前锋队、室墨司源队6支步队胜利突入决赛，此中既有去届“多多农研科技年夜赛”的获奖团队，也有很多首次参赛但莳植教训丰硕的新脸孔。部门团队还领有来自法国、加拿年夜等地的外籍科研气力。因为预赛团队总体程度较高，为探究动物工场建设、出产的更多可能性，本届年夜赛将决赛晋级团队从4支增长至6支。
▲2024灼烁多多垂直农业应战赛暨第四届“多多农研科技年夜赛”。
“海内相干企业以及返国优异团队踊跃介入，把国际进步前辈技能与理念引进海内动物工场建设。”本届年夜赛评委、中国工程院院士、国度农业信息化工程技能研究中间主任赵春江暗示，赛事吸引了浙江年夜学、中国农业年夜学、上海交通年夜学等985名校的研究气力积极介入，出名科研院所如北京市农林迷信院国度农业智能设备技能研究中间也组队加入。“参赛步队的方案根基都完成了计较机、农业工程、举措措施园艺等多学科穿插交融。”
依照赛制，6支晋级步队下一步将凭据各自的方案，改建集装箱，展开AI莳植。赛事选定的莳植种类是日本动物工场常见的生菜“优雅”。“生菜是动物工场的模式动物。”年夜赛评委、中国农业年夜学水利与土木匠程学院传授贺冬仙暗示，“等待参赛团队能与代表行业进步前辈程度的日本动物工场在出产与能效上一竞凹凸。”
▲ 2024灼烁多多垂直农业应战赛预赛角逐现场。
“角逐不仅要比拼水培生菜AI莳植，还要较劲集装箱式动物工场的制造程度，从体系设计、设备制造、安装调试才能、莳植程度等方面入行全方位技术稽核，周全表现了工学、农学甚至商学的学科穿插与跨界交融。”贺冬仙暗示。
全世界分歧技能门户同台竞技
这是灼烁多多垂直农业应战赛第二次比拼凑装箱种生菜。往年，参赛步队在已经配备硬件模块举措措施的集装箱内开展生菜减产降能的比拼。本年的赛事难度进级，首次将集装箱改装设计方案与建设本钱归入角逐内容。
今朝，世界列国对集装箱式动物工场的机关设计并未造成同一范式，较为支流的机关情势包含日本的层架势、新加坡以及加拿年夜的旋转式、美国的垂直式等，各有上风。此中，日本层架势栽培架的运用较为普遍。
▲ 海内市场上已经投进使用的集装箱式动物工场。 莫斯提｜摄
来自上海交通年夜学的室墨司源队便在日本层架势栽培架的根本长进行立异——让栽培架挪动起来。该团队引进静态导轨布局，在空间不变的环境下，栽培架从通例的两排变为三排，莳植面积可以晋升130%。
别的，经由过程在栽培架上设置高度可调理的灯板，可凭据生菜长势长途调整光源高度，婚配分歧生长周期，避免生菜灼伤。“用今朝的方案再种一遍往年的‘翠恬’生菜，抱负状况的年均产能可晋升2-3倍。”曾经介入上一届角逐的室墨司源队队长熊元科暗示。
除了了优化后的“日式”设计，“加拿年夜门户”的方案也赚足评委眼球。墨泉队是一支国际化团队，队长秦楚汉结业于加拿年夜的西安年夜略年夜学，现在专一于将农业主动化技能运用到莓果、叶菜、牧草、中药材等作物莳植中，领有动物工场设计、搭建的丰硕教训，其队员包含加拿年夜最年夜组培克隆公司CannTx生命迷信开创人巴克·杨（Buck Young）。
经由过程引进加拿年夜的旋转式栽培理念，墨泉队让栽培架可以如工场流水线般挪动——一切莳植槽经由过程传输链条造成闭合年夜环，同享一套浇灌体系。
据秦楚汉先容，旋转式设计在空间操纵、本钱下降、蔬菜质量、局部天气改善上均有上风。“起首，静态情况使蔬菜生长加倍不乱，防止局部温渡过低等环境，下降总体散暖能耗以及本钱；其次，每一个莳植槽均会旋转至治理职员眼前，可节流走廊空间，增长栽培空间；再者，在莳植槽不竭挪动的小幅发抖中，水肥操纵率患上以晋升，同时刺激生菜生长。”
别的，硒绿仙子队采纳的平面管架加合金支架的布局亦别具一格。为扭转传统水培带来的蔬菜生漫空间有限、受光不均、易烂根等问题，该团队使用多层管道加合金支架的设计，“合金支架可显著下降用材本钱，且PVC管架收受接管率高，可模块化再操纵；相较盘架，管架为生菜留足了生漫空间，受光更平均。别的，因为管架可调理歪斜角度，在避免烂根的同时也提高了水肥操纵率。”团队成员刘宇杰暗示。
在贺冬仙望来，参赛步队对动物工场的出产与动力效率都有很强的认知，在体系设计阶段便提出效率与效益的方针，将技能研发与工业化理论慎密相连，是本届角逐的一年夜亮点。
“虽然动物工场使农业出产解脱了对天然情况的依赖，但借使倘使建设、运营本钱低廉，所产蔬果没法走进寻常苍生家，那农业‘靠天用饭’的近况便不会扭转。这也是咱们一连举行多多农研科技年夜赛的缘由，但愿面向农业成长的现实痛点、难点，普遍调集一线青年迷信家，操纵最前沿的农业、生物迷信等技能攻坚克难。”拼多多高档副总裁、首席成长官朱政暗示。
“学院派”对阵“工业派”
与去届相比，本次角逐探索解决动物工场工业化进程中的难点，吸引了更多“工业派”步队的加盟。为期两天的预赛中，人工智能绿色农人队、叶菜侠队、河北普兰特生物科技有限公司队、墨泉队等由古代农业企业牵头的步队展示了超卓水准。此中，叶菜侠队、墨泉队挺入决赛。
▲ 本次角逐莳植的生菜种类“优雅”。 莫斯提｜摄
叶菜侠队的焦点成员来自农业高科技企业叶菜侠，该企业今朝已经在韩国、俄罗斯等7个国度落地动物工场名目。队长解晓巍年夜胆提出，动物工场所使用的集装箱可用疾速装置房替代，“疫情时代，年夜量方舱就以快装房模式制作而成。其造价年夜约每一个1万-1.5万元，比起每一个6万-7万元的尺度集装箱，投建本钱低，且不影响运转。”
除了了把造价降上去，另有企业队带来了立异的节能方案。墨泉队提出，在莳植情况连结符合温、湿度的条件下，在动物灯中集成液寒体系，将过剩暖量实时导进采集管道，可以在夏日将废暖排到室外以下降制寒能耗，在冬日导进地热、墙热体系完成能量轮回操纵。这一“液寒体系环控方案”引患上多名评委等待落地结果。
“工业派”实力微弱，“学院派”的体现一样可圈可点。比方，绿叶前锋队所依托的北京市农林迷信院国度农业智能设备技能研究中间，承当了多项国度重点研发规划名目，在光暖环控以及精准感知畛域有着深刻研究。决赛时代，该团队将采纳自立设计的叶菜公用LED生长光源，光源本钱以及能耗均预计可下降20%。
上届“多多农研科技年夜赛”一等奖得到者上海农科院动物工场队这次带来了两套集装箱设计方案，此中，方案一经由过程优化风道、风管结构，节流纵向空间，可搭建更高层数的莳植架。“方案一可完成莳植面积拓铺至34.8㎡，高于行业均匀程度。”团队成员苗辰暗示。
而屡次参赛并屡获佳绩的赛博农人队筹备采纳基于卷积神经网络的生态图象辨认，主动学习图象特性，加倍精准地果断动物生长状况。“这为三次分栽、分阶段调控光情况提供了决议计划依据。”队长杨浩暗示，团队将运用基于冠层笼盖度的生菜分栽工艺，经由过程三次分栽，晋升水培生菜的光能操纵率，入而晋升产量。
“本次角逐经由过程集装箱设计建设以及现场莳植试验等方法，让跨学科团队直面现实莳植出产问题。不仅展示了参赛团队的设计以及理论才能，也使团队更好地舆解息争决现实出产中的应战以及难题，从而为行业的可延续成长提供更具针对性的解决方案。”上海花草园艺（团体）有限公司灼烁花博邨总司理袁伟暗示。
“学院派”以及“工业派”的对决，事实谁能更胜一筹？贺冬仙认为，墨泉队与叶菜侠队的实战教训为本次年夜赛增长了浓重的工业色采，上海农科院动物工场队以及赛博农人队作为上届角逐的第一以及第二名再次晋级决赛，绿叶前锋队以及室墨司源队则展示了优异的技能方案以及出产效率预估。“产学研用齐上阵，动物工场桂落谁家，值患上等待”。