北理工学子用AI种出“零碳”零农残的绿色“科技蔬菜”

“疫情期间吃到自己种植的新鲜蔬果有一种幸福感和满足感。”

“这份沙拉真的很能缓解焦虑情绪。”

“希望我们所研究的技术能真正落地，服务于社会，服务于每一个人。”

五月下旬，一份份爱心沙拉成为校园中颇具创意的暖心物资。

这正是由北京理工大学集成电路与电子学院陈亦余同学在电工电子教学实验中心和信号与图像处理研究所的几位老师指导下，带领“0”碳—AI赋能都市农场团队在AI实验室中研发种出的“零碳”零农残的绿色“科技蔬菜”。在校园疫情防控期间，给老师和同学们送去了特别的“北理工味道”。

巧用绿色能源实现“零碳”零农残

陈亦余和团队开发的这台“智能植物生长机”，拥有上下四排种植架，每排种植架上就有24个槽位。“我们只要将根部固定在海绵里的菜苗塞进种植机的每个槽位，后续就能够实现蔬菜的自主栽培。”陈亦余向记者介绍，每个槽位下都有联通管道定时循环灌溉进行水培，为蔬菜生长提供水和营养物质。

据了解，该种植机研发项目为积极响应国家“2030年碳达峰、2060年碳中和”任务，通过太阳能提供电力，并配备有蓄电池确保阴天也能稳定供电使整个过程更加环保、节能，实现环保“0”碳的能量供给。

“因为以往没有蔬菜培育相关的实验经历，在与材料学院专门研究蔬菜营养液的指导老师进行合作沟通后，我们掌握了不同蔬菜的营养液配比。”陈亦余解释，利用种植机培养蔬菜的全过程中，完全不需要使用农药，就使用自主研发的安全配置营养液即可，最大限度满足植物不同生长时期的营养要求，为植物提供稳定可靠、无污染、无农药的水培环境，保证作物健康绿色、零农残。

AI智能识别系统远程可调控

“人工智能的加入使我们研发的种植机相比市面上普通种植机更具有差异化优势，完备的嵌入式控制系统可以极大程度上解决蔬菜生产过程中人工成本的问题。”陈亦余告诉记者，目前一台种植机上配备四个摄像头，一方面可以自动识别所培育蔬菜的种类以及目前的生产阶段，通过控制系统自动调控当前需要营养液浓度、温度、湿度等精细化功能。

另一方面，还可识别病虫害，及时发现蔬菜叶片上面的虫眼、病斑，通过控制系统去连接手机APP产生报警提示，随时随地监控掌握蔬菜生长动态。

“实际动手操作之前，我们也是翻阅了大量资料进行图片、数据的信息采集，因为人工智能需要经过不断训练，当时我们把模型部署在种植机系统上时耗费不少精力，要对模型不断优化。”陈亦余说，成功部署才仅仅只是迈出第一步，若实际测试效果不达预期，则需要返回电脑上不断地优化调整，再到种植机系统上进行测试。这样繁琐复杂的调试工作花费了一个月的时间，那段时间他和团队成员经常凌晨两三点才离开实验室。“我们想要精益求精，尽可能把能做的做到最好。”他说。

记者了解到，种植机通过LED灯管提供充足“日光”完全代替阳光，并且自动调节适合蔬菜生长的光照强度和波长。由于种植机不受外界环境因素的影响，只需40天就可以收获成熟蔬菜，比一般种植蔬菜的成熟周期还要短，能够实现全年无间断种植、收获绿色蔬菜。

着眼城市打造都市农场

“目前我国蔬菜供应是通过集中发散的方式，各产地先运输至全国的批发市场，再下发到各地批发市场，再进入各个商超，最后才上我们的餐桌。”陈亦余在考虑到运输过程中会产生溢价与损耗等情况后，对种植机下一步试点发展作出计划，他表示，在进一步完善产品后，可以推广到城市中的企事业单位，进行集体蔬菜机的采购和供应，还可与学校合作增加到中小学生的实践劳动课中，起到寓教于乐的作用。

陈亦余介绍，疫情期间，经常能看到市民在家里种菜，考虑到家庭可利用空间的问题，计划后续定制小型化种植机，以满足家庭的日常生活供应，还可建立用户间自发进行的蔬菜交换生态。

“之前感觉自己的研究都是在理论层面，这次智能种植机的研发可以算是我第一次把科技创新落在实处，真正做出了一个能够改善人们生活的东西。”陈亦余说。

北理工学子用AI科技赋能农业生产

“科技蔬菜”让都市农场具有无限可能

记者：祖佳琪

图片由采访者供图

编辑：罗雨涵