AI下田 种业上分 看AI训练师如何给棉花“刷脸打卡”
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2025-02-28 09:00:29
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种子是农业的芯片。今年的中央一号文件提出,深入实施种业振兴行动,加快攻克一批突破性品种。

国家南繁科研育种基地,是我国农业科研不可替代的战略资源,在科研育种加代、应急种子生产、制种繁种等方面发挥着极其重要的作用。如今,这里正被建成集科研、生产、销售、科技交流、成果转化为一体的服务全国的“南繁硅谷”。初春时节,总台央视记者来到这里采访,看到了种源攻关的新变化。

种源攻关里的AI训练师

在南繁基地的这块棉花田里,我们看到这样的场景,一群年轻人在操作着机器人,带着笔记本电脑,给棉花植株拍视频。他们也被称为农田里的AI训练师。

这些年轻人告诉记者,在AI眼里,整片田地里的每一株棉花都是独一无二的,株高有多少,茎秆有多粗,叶片样态怎么样,都有数据上的细微差别,而从影像中去不断识别,提升精准度,就是第一课。

中国农科院智慧化数字化南繁技术团队博士研究生 何沛桐:每次采集7到10个视频,每个视频大概是30秒到90秒,我们每秒会在其中抽出三帧,大概是90到270帧这样一个数据量,然后再乘上一个10倍,大概是2700帧这样一个数据。每次对这种数据量进行一个标注,最后再送给模型去训练。

何沛桐说,去年11月份这批棉花种下去后,团队就开始用机器人采集影像。每7天采集一次,之后进行数据标注与AI训练,记录下不同苗期、不同地块、不同品种的棉花生长信息,等到棉花收获时就会形成一个完整的闭环。其间对AI不断进行数据喂入,最终将得到一个“棉花通识课”成绩优秀的AI模型。

有了这些AI模型,种源攻关的“最初一公里”——筛选海量田间数据,过去十几个人大半个月的工作量,一个晚上就可以轻松解决,大大缩短了育种周期的田间基础工作时间。

而在种植棉花之前,他们已经把玉米病害的AI模型部署到了AR眼镜中,成为育种学家在试验田里的新装备。

中国农业科学院智慧化数字化南繁技术团队硕士研究生 潘攀:这上面的黄色的部分,就是有病害的部分,这个绿色的部分是,相当于是没有病害的部分。

种源攻关里的新装备

在国家南繁科研育种基地,记者看到了很多令人耳目一新的场景,育种已经不再单单是以前看到的田中繁复单调的劳作,而是有了更多新装备、新技术、新模式的全方位赋能。

总台央视记者 陈博:这里是海南南繁科技城的一栋人才公寓,夜深人静的时候,我们从这里看出去,可以看到不远处有一个光点在缓慢移动。

这处发光是搭载着一系列传感器的轨道式采集平台,它正在采集3800株玉米的各类性状数据。从晚上7时开始,到第二天早上6时结束,以前科学家需要白天干的事儿,已经被夜里忙碌的机器替代。

这块试验田里正在培育84个品种的玉米样本,每一个的表现好不好,都要通过基础数据来判断。以往科学家们要带着足够的人手,在田间地头用工具一株一株地测量。而有了新装备,培育筛选出一个新品种的周期就可以从10年缩短到4年。

在南繁科研育种基地,如今,一辆车装满五六个黑箱子,也成为科研团队出行的新常态。

中国农科院国家南繁研究院表型创新团队科研骨干 李艺超:有可能大家误以为你会出差,实际上你是去地里做实验。这个是我们目前正在使用的大疆无人机,它上面可以挂载不同的传感器挂在云台上面。

这个是我们一个地面激光雷达,它可以立在田间,对整个田块进行精确扫描。

从空中俯瞰南繁科研育种基地,可以看到大小不一、颜色不一的试验田块错落有致。

中国农科院国家南繁研究院表型创新团队博士后 刘帅兵:这是我们努力的方向。通过我们自动化的技术,包括表型鉴定技术,包括遥感技术,包括计算机技术,通过这些多学科交叉以后,这一整个流程化的技术,或者说这个科学体系,我们要完全自动化。

种源攻关里的年轻力

如今,种业振兴的道路上,不仅有资深的育种学家,还有更多新面孔的加入,他们在核心种源攻关上发挥了什么作用?

在中国农业科学院国家南繁研究院的走廊里,记者看到,机器深度学习、大数据预测、人工智能应用,不少代表着前沿科技的词汇,出现在科研团队和科研项目的名字中。一个个跨学科的青年人才,通过精准培养、定向招引,加入“爆改”传统农业的队伍。

这些年龄在25岁到28岁的青年人才,已经成为基地种业创新团队的主力。他们把一部分育种过程,放到大模型里进行,通过“纸上谈兵”,替代过去在田间的实际种植,减少成本,缩短时间。

中国农科院南繁研究院大数据智能设计育种团队博士后 张治梁:我们这两年主要开发了算法,可以通过该地区收集它的一些气象数据,以及它的育种表现,包括病虫害等等,以及它土壤的肥力等各种各样的数据,通过我们的育种模拟系统,就可以进行它的育种规模的缩小。

采访中记者了解到,在南繁科研育种基地,一系列政策扶持,让越来越多大学的相关院系来到这里,开展硕士生和博士生的课程。而当地各类涉农科研院所也为他们提供了实践场景,让不少跨学科的人才投身农业科技攻关。

中国农科院智慧化数字化南繁技术团队科研助理 申家炜:我的同学和朋友也很不理解,就你一个学机器人的,一个工科的,怎么还跑海南这么老远去做农学了。一开始我确实没办法回答他,后来我也想明白了,就是本质上,机器人发明出来,只有当它服务于人,才是真正体现它最大价值的时候。

农业农村部农村经济研究中心主任 金文成:通过这些青年人才,战略科学家的创新引领,来整体上带动我们国家农业生产力的跨越式的发展和进步。最后要构建我们农业的科技创新体系,打造我们的自主创新的平台。

(总台央视记者 梁丽娟 王凯博 陈博 白金 王博丰)

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