看這一籃水靈的黃瓜，賣相也好，為啥貼著騰訊的標簽？難道騰訊要開始賣瓜？

其實，騰訊不是賣瓜，而是親自種了一次瓜。

緣起：AI 溫室種黃瓜比賽

昨天（12 月 12 日），荷蘭瓦赫寧根大學（WUR）主辦的國際人工智能溫室種植大賽（Autonomous Greenhouse Challenge）結果揭曉。其中，微軟團隊 Sonoma 總分第一，騰訊 AI Lab 與農(nóng)業(yè)專家組成的 iGrow 隊總分第二，拿下亞軍。

本次大賽由荷蘭瓦赫寧根大學于今年 3 月發(fā)起，旨在通過人工智能與農(nóng)業(yè)等多學科團隊協(xié)作，展示人工智能驅動溫室的能力，在提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力的同時，減少資源消耗，滿足日益增長的人口需求，幫助人類過上更健康的生活。

比賽的挑戰(zhàn)目標，是在 4 個月內(nèi)生產(chǎn)出高產(chǎn)量、高資源利用率的黃瓜作物。參賽團隊利用傳感器和攝像頭，獲取溫室氣候、作物發(fā)育情況等數(shù)據(jù)，加入自己的模型或機器學習算法，遠程控制作物生長。

比賽的溫室

大賽吸引了包括微軟（Sonoma 隊）、騰訊（iGrow 隊）、英特爾（Deep_greens 隊）等在內(nèi)的來自 15 個國家的 14 支團隊參與。其中，iGrow 隊由來自騰訊 AI Lab 的 AI 專家，以及來自中國農(nóng)業(yè)科學院、北京農(nóng)業(yè)信息技術研究中心、黑龍江植物學會、Syngenta 種子公司、荷蘭瓦赫寧根大學的農(nóng)業(yè)專家和學生組成。

目前在“AI+農(nóng)業(yè)”領域，一大技術難點在于，計算機模擬受農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的特點影響，與真實的農(nóng)業(yè)種植之間存在巨大的鴻溝。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，影響作物生長的因素極為復雜，種植很難標準化，環(huán)境變化也難以預測，這些因素會嚴重阻礙人工智能的效能發(fā)揮。盡管本次比賽為環(huán)境相對可控、較易標準化的溫室黃瓜生產(chǎn)，但計算機模擬如何有效遷移到真實的農(nóng)業(yè)種植中，依然是一大技術挑戰(zhàn)。

iGrow團隊人工智能系統(tǒng)

比賽中，騰訊 AI Lab 的 AI 專家根據(jù)植物學、生物學和物理學等相關學科知識進行建模，建立起模擬氣候環(huán)境和作物生長的仿真器。隨后，團隊開搭建出一個農(nóng)業(yè)人工智能系統(tǒng)，通過創(chuàng)新的強化學習方法，將 iGrow 農(nóng)業(yè)專家的知識和經(jīng)驗自然地嵌入仿真器中，使人類專家能夠在種植密度、灌溉施肥、打頂剪枝等方面，實現(xiàn)對 AI 的有效干預，提高 AI 學習效率，最終在資源最優(yōu)化的同時，最大程度地提升作物產(chǎn)量。

與傳統(tǒng)的人工種植相比，人工智能的優(yōu)勢在于，它能對種植過程進行全局優(yōu)化。從一開始的種植密度、留莖比例，到后來的留葉、留果策略，以及在溫室中對光照、通風、溫度、濕度、CO2濃度、水分等的控制，它都能在仿真器中通過強化學習自動尋找最優(yōu)解。人工智能可為作物的各個生長周期尋找和提供最適宜的環(huán)境狀態(tài)，同時進行資源最優(yōu)配比，以最大化地節(jié)省資源。

專訪：騰訊還會種什么？

AI科技大本營：人工智能溫室種植大賽的評分標準（比如AI策略）有哪些？每項評分標準代表這什么？

答：評分標準：

凈利潤50%——溫室成長挑戰(zhàn)的預定目標：在WUR Bleiswijk的溫室隔間中，通過不斷增長的高線黃瓜獲得最高的凈利潤。每周（周一）提供上個禮拜不同的黃瓜價格，并將黃瓜質量分A、B、C等級。

可持續(xù)發(fā)展性20%——能源利用效率、CO2用量、用水效率、已注冊的農(nóng)藥使用量。每個方面的定量數(shù)據(jù)將根據(jù)溫室種植實驗期間每個團隊的資源使用情況計算得出，每周統(tǒng)計一次。

AI戰(zhàn)略方法30%——關于整體科學共性的新穎性，關于在園藝領域應用的新穎性（新穎性）；無需人工干預即可自主遠距離操作的能力（功能性）；無需任何其他傳感器或信息（穩(wěn)健性）的運營能力；容易實現(xiàn)大規(guī)模（可擴展性）

陪審團可能認為相關的任何其他方面

AI科技大本營：比賽過程中除了人工智能系統(tǒng)遠程控制以外，需要人工在現(xiàn)場的參與和輔助嗎？

答：瓦大的傳感器會收集溫室溫度、濕度、水分、二氧化碳濃度、光照熱量等數(shù)據(jù)，通過網(wǎng)絡把數(shù)據(jù)傳輸給我們，一些傳感器無法獲取的信息和數(shù)據(jù)（比如黃瓜產(chǎn)量和售價）會由瓦大的工作人員定期進行整理，發(fā)送郵件告知，我們對這些信息整體分析后，在深圳通過控制器遠程操控溫室，比如屋頂通風、照明、加熱等等。另外一些無法通過控制器完成的，比如摘果或者打頂這些事情，我們會發(fā)郵件告知瓦大的工作人員具體策略，然后他們進入溫室實施。

AI科技大本營：騰訊用的是強化學習的方法，將農(nóng)業(yè)專家的知識和經(jīng)驗自然地嵌入仿真器中，能具體介紹下這項技術嗎？

答：首先，我們根據(jù)植物生長發(fā)育規(guī)律、溫室環(huán)境動態(tài)過程等相關知識進行建模，用生成對抗網(wǎng)絡構建了一個模擬溫室氣候條件和作物生長情況的仿真器（模擬器）。所以我們創(chuàng)建了一個農(nóng)業(yè)人工智能系統(tǒng)，利用創(chuàng)新的強化學習方法，將農(nóng)業(yè)專家的知識和經(jīng)驗自然地嵌入到仿真器中，讓人類專家在溫室初始設定（如種植密度）、種植過程的策略（如灌溉、打頂）等方面能夠有效地干預AI，提高AI的學習效率和魯棒性。具體做法是把農(nóng)業(yè)專家的動作加入到強化學習的回報函數(shù)中，并通過一個判定準則自動判定是否采取農(nóng)業(yè)專家動作。如果 AI 判定用農(nóng)業(yè)專家的動作，則直接采用，否則忽略農(nóng)業(yè)專家的意見。

AI科技大本營：為什么騰訊用的傳感器比較少？系統(tǒng)如何與這些傳感器結合？

答：本次比賽中我們是唯一一個僅使用主辦方配置的傳感器，沒有添加額外添加的 AI 種植團隊。我們的系統(tǒng)通過高效的數(shù)據(jù)模擬和運算，得知額外傳感器對增加最終產(chǎn)量和減少資源損耗并沒有帶來幫助，因此決定不增加除了組委會提供的標準以外的傳感器，相比于其他隊伍大大降低了智慧農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)成本，在市場應用和推廣上頗具潛力。因沒有增加傳感器，整個系統(tǒng)運作時就與之前提到的模擬器完全一致，用同樣的操作邏輯即可用上這些傳感器。

AI科技大本營：騰訊應用了怎樣的生物防治系統(tǒng)？全程都不需要農(nóng)藥嗎？

答：溫室主要是是防病，而非防蟲。一方面溫室自身的封閉性可以減少蟲害，另一方面人工智能對溫濕度等各方面的調控可以為作物提供最健康和適宜的環(huán)境，所以能增強作物的抗病蟲害能力。

我們一直監(jiān)控著病蟲害情況，采用生物防治系統(tǒng)進行控制。農(nóng)作物的生長過程非常復雜，在病蟲害的困擾這點上。人工智能在這方面還要繼續(xù)學習。

到具體的行業(yè)應用上，我們調查發(fā)現(xiàn)有一些成功案例，是 AI 在產(chǎn)中階段用于監(jiān)測環(huán)境數(shù)據(jù)和農(nóng)作物生長情況。通過建立病蟲草害特征分類數(shù)據(jù)庫，并利用計算機視覺技術識別作物品種、病害程度和雜草生長情況，可實現(xiàn)智能預防和管理病蟲草害，減少經(jīng)濟損失。不僅如此，這在一定程度上還可減少除草劑和殺蟲劑的使用，提升農(nóng)產(chǎn)品安全性，減輕環(huán)境影響。

AI科技大本營：系統(tǒng)如何判斷黃瓜的生產(chǎn)情況（坐果率、病蟲害等），并自動給出相應的解決方案（留葉、留果策略等）？

答：溫室本身的設置就是不容易有蟲害，因為溫室有隔離，很大程度上減少害蟲的困擾。植物會生病，但生病的原因可能是因為空氣潮濕不是很適合生存之類的，而不是害蟲的原因。不過，在未來的戶外實驗和應用中，AI 還得繼續(xù)學習，研究下如何解決這個害蟲的問題。

至于留葉留果策略是比賽后期一個很大的挑戰(zhàn)，并不是AI自動給出的相應解決方案，而是通過了三四十個來回的討論，查閱大量相關文獻才定下的重大策略。比賽快結束的時候重要的大事是做好留果留葉策略，爭取黃瓜有個好收成。植物生長的過程類似拋物線，生命周期會有起伏、最高點最低點。所以我們要估算什么時候結束是最合適的。首先我們都不是種植黃瓜的專家，其次關于黃瓜的資料也都很少，所以我們也將種植西紅柿等的資料作為參照。我們團隊里AI側成員和農(nóng)業(yè)專家來回討論了三四十回來制定策略。從結果來看當初的策略很正確，在最后沖刺了一下產(chǎn)量。

AI科技大本營：黃瓜的質量是怎樣評定的？有哪些標準？

答：優(yōu)質A：重量375g或更多；優(yōu)質B：重量300克至374克之間，有瑕疵，如彎曲的形狀，不是深綠色；質量C：低于300克。

AI科技大本營：如何把這項技術大規(guī)模推廣？存在哪些挑戰(zhàn)？

答：目前在AI+農(nóng)業(yè)領域，一大技術難點在于，計算機模擬受農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的特點影響，與真實的農(nóng)業(yè)種植之間存在巨大的鴻溝。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，影響作物生長的因素極為復雜，種植很難標準化，環(huán)境變化也難以預測，這些因素會嚴重阻礙人工智能的效能發(fā)揮。盡管本次比賽為環(huán)境相對可控、較易標準化的溫室黃瓜生產(chǎn)，但計算機模擬如何有效遷移到真實的農(nóng)業(yè)種植中，依然是一大技術挑戰(zhàn)。

AI科技大本營：騰訊對AI+農(nóng)業(yè)有著怎樣的商業(yè)化布局？除了種植業(yè)之外，還會應用到養(yǎng)殖業(yè)嗎？

答：這是一次全新的探索與嘗試。人工智能技術在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全階段的滲入，對推進農(nóng)業(yè)的自動化、信息化和智能化，提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的質量與效率具有重要意義，但技術發(fā)展和應用并非一蹴而就。人工智能這么年輕的行業(yè)，與古老的農(nóng)業(yè)相碰撞時，會遇到諸多挑戰(zhàn)，如何預見和解決這些難題，需要耐心、創(chuàng)新，甚至是一些靈感。但其中蘊含的機遇也是巨大的，我們希望能有更多跨學科專家、企業(yè)家和投資者一起攜手，共同發(fā)掘AI+農(nóng)業(yè)的各種可能性。

騰訊首席探索官網(wǎng)大為先生在解釋騰訊為何要大力支持并參與這個項目時表示：“地球現(xiàn)在面臨著人口增長、氣候變化等諸多挑戰(zhàn)，人類賴以生存的 FEW（食物、能源、水）對我們的未來至關重要。騰訊的使命是‘通過互聯(lián)網(wǎng)服務提升人類生活品質’，作為國際領先的科技企業(yè)，我們必須拓展現(xiàn)有體系和架構，AI 是其中一個重要的解決方案——力爭用最少投入獲取最多產(chǎn)出。盡管“AI+農(nóng)業(yè)”應用尚屬早期，但已經(jīng)取得令人興奮的成果。如果實現(xiàn)自動化，將能釋放驚人的生產(chǎn)力。我們要充分認識到人工智能可以發(fā)揮的作用，積極投入資源做技術研發(fā)。提高糧食生產(chǎn)力是全球優(yōu)先事項（Global Priority），而不僅僅是潛在的商業(yè)機會。我們需要鼓勵更大膽的設想，激發(fā)出更多的解決方案?！?/p>

未來：AI 將改變農(nóng)業(yè)

近年來，隨著人工智能技術不斷發(fā)展，其應用已逐漸滲入農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全過程，包括產(chǎn)前的育種選種、土壤分析，產(chǎn)中的病蟲害管理、自動采收，以及產(chǎn)后的品質檢測、優(yōu)化物流等等。

產(chǎn)前：育種選種、土壤分析

例如，在產(chǎn)前階段，深度人工神經(jīng)網(wǎng)絡可利用物聯(lián)網(wǎng)獲取的數(shù)據(jù)，對灌溉用水進行分析和指導，并通過對土壤成分的檢測分析，選擇適宜種植的作物品種，合理施肥。通過對農(nóng)作物市場周期需求的大數(shù)據(jù)分析和預測，也可指導作物種植品種選擇，避免產(chǎn)銷脫節(jié)引發(fā)價格劇烈波動，造成經(jīng)濟損失和農(nóng)產(chǎn)品浪費。另外，云計算、大數(shù)據(jù)分析和機器學習等技術，還可以幫助篩選和改良農(nóng)作物基因，達到提升口味、增強抗蟲性、增加產(chǎn)量的目的。

產(chǎn)中：病蟲害管理、自動采收

在產(chǎn)中階段，人工智能技術可用于監(jiān)測環(huán)境數(shù)據(jù)和農(nóng)作物生長情況。通過建立病蟲草害特征分類數(shù)據(jù)庫，并利用計算機視覺技術識別作物品種、病害程度和雜草生長情況，可實現(xiàn)智能預防和管理病蟲草害，減少經(jīng)濟損失。不僅如此，這在一定程度上還可減少除草劑和殺蟲劑的使用，提升農(nóng)產(chǎn)品安全性，減輕環(huán)境影響。

針對傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)“看天吃飯”的缺陷，利用機器學習技術處理衛(wèi)星圖像數(shù)據(jù)，可預測天氣等環(huán)境變化對作物的影響，提前應對。在采收環(huán)節(jié)，計算機視覺技術與機械臂或機器人結合，可實現(xiàn) 24 小時自動化采收，節(jié)省人力，降低成本。此外，大數(shù)據(jù)處理和語音識別等技術可運用于農(nóng)業(yè)智能專家系統(tǒng)中，為農(nóng)業(yè)從業(yè)者提供專業(yè)咨詢服務和指導，幫助解決生產(chǎn)中各種技術問題。

產(chǎn)后：品質檢測、優(yōu)化物流

在產(chǎn)后階段，具有計算機視覺的機械臂可進行農(nóng)產(chǎn)品售前品質檢測、分類和包裝等工作；用大數(shù)據(jù)分析市場行情，可幫助農(nóng)產(chǎn)品電商運營，引導企業(yè)制定更靈活準確的銷售策略；通過人工智能遺傳算法和多目標路徑優(yōu)化數(shù)學模型，可對物流配送路徑進行智能優(yōu)化，完善生鮮農(nóng)產(chǎn)品供應鏈等。

最后，為大家獻上一段 rap。

嘿

嘿

準備好了沒

你看這個瓜 它又直又長

就像這只鵝 它又胖又萌

你們 來這里 吃瓜

覺得 瓜 很好吃

我看行

你們 來這里 吃瓜

就像 我給你們種瓜 一樣很開心