当今时代
AI正以前所未有的速度融入各行各业
当AI与农业相互碰撞
究竟会产生怎样的火花呢?
杭州电子科技大学副教授陈丰农
扎根海宁长安“书写”别样论文
他深度运用AI技术
将高校科研成果与农业生产紧密相连
应用于马铃薯品质的快速无损分选
切实实现了降本增收
为保障粮食安全和乡村振兴注入了新动力
人才汇聚,让科研落地生根
近日,记者在蒲丰(海宁)智能装备有限公司见到了陈丰农副教授。陈丰农是杭州电子科技大学自动化学院(人工智能学院)副教授、硕士生导师,同时也是中国农业农村部农产品初加工机械化(粮油组)专家。经过十几年的学术沉淀,他在人工智能领域发表了十几项专利和数十篇论文,拥有丰富的科研资源。

身处科研氛围浓厚的高校,陈丰农并未满足于理论成果,他深知科研需与实际相结合,于是将目光投向广阔的应用领域。“我们做科研,不能仅停留在理论层面,一定要让成果落地,为社会创造价值。”陈丰农说。他曾前往贵州毕节、甘肃定西等地区考察调研,发现了马铃薯产业的巨大潜力。作为大宗商品和粮食作物,中国的马铃薯产量常年居世界第一,占世界总产量的1/4,但目前产后预处理(去土杂、清洗和分选)还是采用大量人工。

图为云南大理马铃薯生产基地
“最麻烦的是现在从事该工作的几乎没有年轻人,只有工业化流水线的大生产模式才能提高效率、降低成本。”怀着这样的信念,陈丰农决定开启创业之旅,让科研落地生根。2021年,陈丰农来到长安,创立了蒲丰(海宁)智能装备有限公司。“高新区与杭州下沙高教园区临近,地理优势明显,便于项目开展。”陈丰农组建了一支20多人的硕博团队,推动产学研结合,与高校、企业和政府等建立了紧密合作关系,共同开展科研项目。

经过4年的潜心研究和大量研发工作,陈丰农团队在马铃薯品质检测领域取得了显著成果,研发出多款处理量大、适用性强的马铃薯分选机。

在马铃薯产业,传统的人工分拣方式不仅耗费大量人力,还受主观因素影响,难以保证分拣的准确性。陈丰农团队研发的设备运用AI图像分析算法,能够精准识别马铃薯表面缺陷并快速筛选,大大提高了分拣效率。传统的马铃薯分拣方式,一人一天仅能分拣1吨左右,且质量参差不齐。该设备一小时可分拣10余吨,分拣准确率高达95%以上。


“这就像汽车的智能驾驶技术,通过各种传感器和算法让机器理解周围环境,我们的设备也是如此,让机器看懂马铃薯的品质。”陈丰农形象地解释道。
在实践中,该设备的实际效益得到了充分验证。“我们的分拣设备可将当地马铃薯的分拣成本从每吨100元降至40元,大幅提高了农民的经济效益。”
扎根长安,让科技点亮“薯”光
不过,设备的研发并非一帆风顺。最初,设备在适用性、防尘、防震和衔接等方面表现欠佳,团队经过无数次试验和多次设备迭代,才研制出最终成熟稳定的马铃薯分选机。“我们走了很多弯路,每一台设备的报废都让我们痛心,但也积累了宝贵经验。”陈丰农回忆道。

除了表面检测,陈丰农团队还开发出了系列相关的品质检测系统,例如在抽样质检环节,可通过图像算法分析出缺陷区域的重量,避免了目前人工切削后称重的烦琐;利用近红外光谱技术,实现了对马铃薯内部黑心、干物质、淀粉和还原糖等指标的检测。这一技术的应用,进一步提升了马铃薯的分拣质量,为市场提供了更优质的产品。

不久前,一位荷兰客户在参观了陈丰农的实验室和生产现场后,对他们的设备和技术表现出极大兴趣。荷兰在智能农业领域发展迅猛,其高度自动化的农业生产系统和精准的农业管理技术在全球享有盛誉。

“荷兰客户对我们设备的高效性和精准性印象深刻,认为我们的技术在某些方面已达到国际先进水平。”陈丰农说。近日,荷兰客户还发来消息表示,计划与陈丰农的团队开展合作。这意味着设备的大量投产将迎来实质性进展。

除品质检测外,陈丰农还对本领域内的相关环节深入探索,实现由点到面,形成系列化的产品,例如从种子组培苗无人化扩繁到土壤质量检测,再到马铃薯长势和病害监控等,致力于实现全生命周期的智能化。
“我们希望通过科技手段,实现对农作物的精准监测、精准施肥和精准灌溉,从而提高产量和质量。”陈丰农表示。他的团队研发的土壤检测模块结合北斗导航系统,能够在农田中实时采集土壤的氮磷钾、有机质等数据,并生成精准的施肥地图,为后续变量施肥提供数据支持,避免化肥过度使用问题。

图不同的颜色表示不同的含量(红色表示极缺,绿色表示不缺)
谈及未来,陈丰农充满信心。“做好产品是一项系统工程,实践创新永无止境,我们将继续完善现有技术和设备,不断满足种植户和食品加工企业降低成本、提高效率和准确率的需求。”陈丰农说。
海宁市传媒中心记者|胡雪琴