文 / 羅文鵬

拍照、上傳、系統(tǒng)識別……劉奕辰站在322國道下一片綠油油的水稻田邊，將手機鏡頭對準一株疑似出現(xiàn)病蟲害的稻穗。簡單幾步后，手機屏幕上以“秒速”顯示：穎枯病。

這一幕，看起來跟大家平常在路邊“掃一掃”識別植物沒什么區(qū)別。但實際上，它大有乾坤，一旦大規(guī)模應(yīng)用，將給農(nóng)業(yè)種植帶來顛覆性變革。

作為湖南大匠農(nóng)業(yè)科技有限公司的創(chuàng)始人、總經(jīng)理，劉奕辰帶領(lǐng)團隊研發(fā)的這項手機“拍一拍”識別水稻病蟲害的新技術(shù)，被形象地稱為“植物口袋醫(yī)生”。在不久前舉辦的第十屆“創(chuàng)青春”中國青年創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽（鄉(xiāng)村振興專項）中，他們正是憑借這項核心技術(shù)奪得金牌，實現(xiàn)衡陽市在這個全國性獎項上零的突破。

對抗病蟲害是一場“持久戰(zhàn)”

病蟲害是農(nóng)作物的天敵，人類與之對抗了數(shù)千年。

為了打好這場自然界里的“持久戰(zhàn)”，我國農(nóng)業(yè)部門常年組織開展“蟲口奪糧”保豐收行動，每年集中發(fā)布蟲害預(yù)警，提出科學性的防治意見，并開展統(tǒng)一行動。

然而，地方不一樣，氣候不一樣，農(nóng)作物病蟲害的具體情形不一。比如，在南方水稻種植區(qū)，常見的病蟲害有稻飛虱、稻縱卷葉螟、二化螟、紋枯病、稻瘟病等。這時候，憑借千年傳承下來的“作田本領(lǐng)”，有經(jīng)驗的農(nóng)民可以熟練地識別。

僅僅識別病蟲害是不夠的，還得有效防治。在具體的生產(chǎn)實踐中，該怎么使用農(nóng)藥，用多大量，很多農(nóng)民其實并不十分清楚?！稗r(nóng)資站、賣農(nóng)藥的商販，會向我們推薦農(nóng)藥的用法用量?！边@是記者在農(nóng)村采訪時聽到最多的聲音。

“我們有經(jīng)驗，如果見效不好，就補打一次、加大藥量?！睘閼?yīng)對病蟲害防治的不確定性，農(nóng)民通常用加大藥量的辦法予以防治，無形中提高了農(nóng)藥殘留的風險。

以上情形，還只是水稻種植的單一場景，如果農(nóng)民要改種其他經(jīng)濟作物，沒有經(jīng)驗怎么辦？如果青年一代想投身農(nóng)業(yè)種植，沒有經(jīng)驗怎么辦？

扎根農(nóng)村創(chuàng)業(yè)的劉奕辰團隊敏銳地注意到這些問題，這群“90后”的年輕人，在種植水稻、黃桃、蟠桃的過程中就曾深受病蟲害識別難、防治難的困擾。

AI算法+基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫

一 “ 眼 ” 識別病蟲害

有沒有一項新技術(shù)，能顛覆靠經(jīng)驗“吃飯”的傳統(tǒng)模式，讓“新手”迅速變身“老把式”，能夠更方便快捷地識別病蟲害，更好保障農(nóng)作物豐收？

在實踐的摸爬滾打中，習慣了用手機發(fā)朋友圈推廣產(chǎn)品、網(wǎng)上直播帶貨的劉奕辰團隊，漸漸萌發(fā)了用手機識別病蟲害的創(chuàng)意。

他們的靈感直接來源于一款“植物掃一掃識別”的手機APP，大家一致認為，“用手機識別植物的技術(shù)已經(jīng)很成熟，如果更進一步，用手機拍照識別病蟲害應(yīng)該也可以實現(xiàn)?！?/p>

2019年開始，借鑒“植物掃一掃識別”技術(shù)，劉奕辰團隊依據(jù)植物病蟲害識別的應(yīng)用場景，探索開發(fā)AI算法，搭建一個包括病蟲害圖片庫、病蟲害防治信息庫的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫。

出乎意料的是，技術(shù)攻關(guān)過程中最難的不是AI算法，而是基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫的建設(shè)。為突破這個難關(guān)，劉奕辰團隊與湖南工學院聯(lián)合組建了100多人的圖像采集隊伍，深入田間地頭采集各種農(nóng)作物的病蟲害圖片。他們還與湖南農(nóng)業(yè)大學、四川農(nóng)業(yè)大學及多個地方農(nóng)科所合作，在引入病蟲害圖片庫的同時，聯(lián)合搭建了專業(yè)的病蟲害防治信息庫。

“手機拍照識別病蟲害技術(shù)，主要通過圖像識別和數(shù)據(jù)庫匹配來實現(xiàn)。”劉奕辰把這個技術(shù)原理形象地比喻為兩個“陌生人”約會：兩人互相拿著對方的照片見面，先是確認人、照一致，然后雙方才會坐下來深入交談。同理，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫內(nèi)每一張圖片都需要做好標記，與相對應(yīng)的病蟲害信息進行匹配。用戶手機拍攝的病蟲害圖像，只有與圖片庫的病蟲害照片一致，才能自動匹配識別信息。

自2021年投入應(yīng)用以來，“植物口袋醫(yī)生”基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫已積累了2000萬張植物病蟲害圖片，涵蓋水稻、小麥、桃子、草莓、白菜、豆角等39種農(nóng)作物，建立了320多種農(nóng)作物病蟲害模型。如此海量的數(shù)據(jù)構(gòu)架，其復(fù)雜程度可見一斑。

“口袋醫(yī)生” 為農(nóng)作物開“藥方”

國慶節(jié)前，晚稻已經(jīng)大面積抽穗。在衡南縣三塘鎮(zhèn)322國道下的一片稻田內(nèi)，記者現(xiàn)場體驗了“植物口袋醫(yī)生”在實踐應(yīng)用中的高效、便捷。

走進稻田，筆者將手機鏡頭對準一株疑似出現(xiàn)病害的稻穗，拍照、上傳，選擇識別植物種類為“水稻”。幾秒鐘后，手機屏幕閃現(xiàn)出病蟲害圖片及介紹文字，顯示該株稻穗患上了穎枯病，并同步匹配防治方案與推薦藥物。

劉奕辰介紹，整個過程可以分解為四個步驟：第一步是采集圖像，使用手機攝像頭拍攝“患病”稻穗的照片，確保照片清晰且包含足夠的植物特征，以便系統(tǒng)能夠準確識別；第二步是圖像處理，拍攝的照片被送入圖像處理算法中，提取植物病蟲害的關(guān)鍵特征，如葉子顏色、蟲洞形狀與大小等，用于后續(xù)的識別步驟；第三步是數(shù)據(jù)庫匹配，提取了關(guān)鍵特征，系統(tǒng)將與一個包含大量植物病蟲害圖像和信息的數(shù)據(jù)庫進行比對；第四步是識別和反饋，系統(tǒng)識別出與用戶拍攝的植物最匹配的條目，并將結(jié)果返回給用戶。

目前，“植物口袋醫(yī)生”項目開發(fā)出的“喜豐寶”APP及微信小程序?qū)€體用戶免費開放，全國有31萬人注冊使用。以該技術(shù)為核心，劉奕辰團隊拓展研發(fā)了實時氣象、蟲情信息采集外部傳感器以及云上喜豐大數(shù)據(jù)云服務(wù)平臺，開發(fā)北斗導(dǎo)航精準測畝功能，獲得了AI病蟲害在線診斷分析軟件、達芬奇AI農(nóng)業(yè)助手等30余項發(fā)明專利及軟件著作權(quán)。

“‘植物口袋醫(yī)生’擁有全國最大的開源民用病蟲害數(shù)據(jù)庫，能夠精準識別病蟲害，有效降低作物農(nóng)藥殘留?！眲⑥瘸阶孕诺卣f，該項目具有很強的應(yīng)用價值，廣泛應(yīng)用后有望打開“AI農(nóng)業(yè)”的一片新藍海。

責編：胡旻

一審：胡旻

二審：喻志科

三審：熊佳斌

來源：湖南日報·新湖南客戶端