吳應(yīng)清

“以前養(yǎng)魚，農(nóng)民可能凌晨4點就要醒來，到魚塘投食、打氧，現(xiàn)在這些工作，農(nóng)民躺在被窩里，點點手機就能完成?！边@種區(qū)別于傳統(tǒng)農(nóng)民“靠天吃飯”、“唯經(jīng)驗論”、起早貪黑生產(chǎn)習(xí)慣的新型經(jīng)營模式，正在國家數(shù)字漁業(yè)創(chuàng)新中心主任李道亮及其團隊的努力下逐步實現(xiàn)。據(jù)李道亮介紹，在我國人口結(jié)構(gòu)不斷調(diào)整的大背景下，使用機器替代勞動力、填補從業(yè)者減少造成的空缺、為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)賦能，是中國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的必由之路。

從“偶然相遇”到“扎根一線”再到“精專研究”，李道亮在農(nóng)業(yè)信息先進感知和智能處理的研究道路上走了20多年，攻堅克難、苦干實干，穿梭在實驗室與田埂之間，他正以自己的方式推動中國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)面貌的改變。對他來說，這既是對國家極有價值的事，更是自己一生的追尋方向。

讓“一人能養(yǎng)百噸魚”成為可能

1998年，還在攻讀博士學(xué)位的李道亮，偶然地參與到一項名為“魚病診斷專家系統(tǒng)”的國家原“863”項目中。這一集合了各種魚類疾病定名、病癥、病因、防治方法等內(nèi)容的專家系統(tǒng)，將原本研究農(nóng)業(yè)機械化的李道亮正式引入水產(chǎn)智能化研究的領(lǐng)域中。

李道亮

到2004年，凝聚了李道亮6年研究心血的魚病診斷專家系統(tǒng)正式投入使用。同年，參與歐盟項目的李道亮先后到訪比利時、挪威、英國等國的農(nóng)場。在這個過程中，他敏銳地發(fā)現(xiàn)：歐洲國家農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化程度很高，其軟硬件一體化養(yǎng)殖已形成規(guī)模，由此帶來的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益極為顯著。這也讓他意識到，在推動中國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的過程中，僅靠軟件是遠遠不夠的，想要打造適應(yīng)中國實際情況的嵌入式智能控制系統(tǒng)，養(yǎng)殖系統(tǒng)的硬件“缺口”必須補上。

在充分吸收國外先進經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，沿襲裝備化—數(shù)字化—網(wǎng)絡(luò)化—智能化的發(fā)展道路，李道亮打破了原本“只做一件事”的研究慣例，以傳感器、生長模型、智能機器人及戰(zhàn)略研究“四位一體”的思路，構(gòu)建團隊全面發(fā)展、助力智慧農(nóng)業(yè)的新格局?！八奈灰惑w”簡而言之就是要“看得到”“搞得清”“做得快”“走得動”。

“看得到”，其主要依托的對象是養(yǎng)殖水體中的傳感器，具體可細分為監(jiān)控養(yǎng)殖水體實際情況的環(huán)境傳感器、監(jiān)控魚的各種行為的研究對象識別傳感器，以及對裝備工作狀態(tài)進行監(jiān)測、預(yù)警、控制甚至故障維修的監(jiān)控裝備工作狀態(tài)傳感器，可以對水體環(huán)境中的數(shù)據(jù)進行實時收集整理，為后續(xù)研究提供一手資料；

“搞得清”，即運用魚、蝦、蟹等水產(chǎn)的生長模型，著重研究算法，并與人工智能、深度學(xué)習(xí)緊密結(jié)合，研究并確定其在不同生長階段所需的營養(yǎng)物質(zhì)和環(huán)境參數(shù)，隨后將研究成果運用到實際養(yǎng)殖中，通過“先模擬再優(yōu)化”的方式，為養(yǎng)殖對象營造最佳的生長環(huán)境，以求在最短時間內(nèi)實現(xiàn)最優(yōu)的生長量和產(chǎn)量最大化；

“做得快”，即通過如投餌機、增氧機、循環(huán)水處理裝備以及魚的分揀、分級、捕獲等智能裝備機器人，在不同水體環(huán)境中，起到巡檢真正的魚類的生活狀態(tài)并逐步替代人工的作用，為漁場無人化提供可能；

“走得動”，即積極參與到各項國家政策研究的活動中，由同時擔(dān)任全國農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息化專家咨詢委員會副主任的李道亮親自帶頭，戰(zhàn)略組已連續(xù)牽頭起草了3個農(nóng)業(yè)農(nóng)村部的農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息化五年發(fā)展規(guī)劃，制定了多項農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息化行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，起草了多項國家農(nóng)業(yè)信息化政策文件，并為計劃的施行推廣提供了許多可行性建議，不斷優(yōu)化和完善智慧農(nóng)業(yè)的政策環(huán)境。

2019年，集合四個方向研究成果的“水產(chǎn)集約化養(yǎng)殖測控技術(shù)裝備”為李道亮贏得了國家科學(xué)技術(shù)進步獎二等獎的榮譽。對于“打頭陣”的傳感器，李道亮綜合考量了成本和精準(zhǔn)程度，讓傳感器“有用”且保證普通養(yǎng)殖戶“用得起”。同時重點實現(xiàn)投餌機和增氧機的數(shù)字化，通過設(shè)定最佳的開關(guān)增氧機和投餌時間，形成了針對不同品種的最優(yōu)化養(yǎng)殖，為養(yǎng)殖戶量身定做通過智能手機實現(xiàn)實時監(jiān)測、遠程調(diào)控的云養(yǎng)殖系統(tǒng)。這一項目，推動了從過去的經(jīng)驗養(yǎng)殖到數(shù)字化養(yǎng)殖的轉(zhuǎn)變，在實現(xiàn)產(chǎn)量、養(yǎng)殖密度、經(jīng)濟效益的提高的同時使損耗、風(fēng)險和勞動強度大幅降低。據(jù)評估，借由此項成果，僅螃蟹這一品類，其養(yǎng)殖密度可提高20%左右，用藥量降低60%，每年可綜合節(jié)約1500元/畝。經(jīng)過多年的籌劃和推廣，目前這一項目產(chǎn)品已經(jīng)遍布國內(nèi)主要水產(chǎn)養(yǎng)殖省市，擁有9項參數(shù)的傳感器產(chǎn)品更是出口到25個國家。從國內(nèi)到國際，李道亮團隊的成果，正在得到越來越多農(nóng)民的認可。

在此基礎(chǔ)上，李道亮進一步提出魚菜共生的無人漁場概念，力求在遠程化+數(shù)字化技術(shù)成熟的條件下，逐步實現(xiàn)無人化的作業(yè)方式。廣東南沙正在建設(shè)的無人漁場示范基地，即是李道亮的“新戰(zhàn)場”。在這個一期工程共計120畝的池塘里，李道亮要做的，是在沒有任何人進入漁場的情況下，實現(xiàn)由設(shè)施、裝備、機械、機器人完成從巡檢、增氧、投餌、日常管理直至收獲的全部作業(yè)流程。此外，要兼顧循環(huán)經(jīng)濟，同時做到“既養(yǎng)魚又養(yǎng)菜”，并對生態(tài)環(huán)境進行有效把控，讓兩者都實現(xiàn)“無添加”式的有機生長。經(jīng)初步估計，其養(yǎng)殖密度為100kg/m3，預(yù)計年產(chǎn)量為300噸魚、180噸菜，僅魚的產(chǎn)量即可達到傳統(tǒng)養(yǎng)殖方法的10倍。與廣州基地同期，江蘇、河南、浙江等地也在同步開展該項工程，據(jù)李道亮介紹，未來5年，團隊將會通過技術(shù)拓展和實踐，把植物工廠、工廠化養(yǎng)魚、循環(huán)水養(yǎng)魚集成為系統(tǒng)高效的體系，為無人漁場真正的市場化全面推廣奠定基礎(chǔ)。

躬身一線打造人才優(yōu)勢

扎根農(nóng)業(yè)研究數(shù)十年，“到一線去”已經(jīng)成了李道亮工作的第一準(zhǔn)則?！把芯咳绻妥趯嶒炇依?，其實根本無法掌握實際情況。不到一線，實驗做得再好也不過是‘理論數(shù)據(jù)’?！毖邪l(fā)過程中遇到的諸多困難，也證實了他的判斷：“以傳感器為例，因為池塘里有很多水生物，很容易形成生物附著。一旦傳感器的頭被藻類或者其他水生物糊死，就無法工作了。我們嘗試過給傳感器加上泵，用水來噴附著物，或者加上自動刷子清洗附著物，有時候螃蟹的螯還會弄壞傳感器的膜，我們還要為傳感器加裝保護罩，才能讓傳感器長期穩(wěn)定地工作。過去在實驗中，我們并不會考慮設(shè)備避雷的問題。但在實際使用中，我們發(fā)現(xiàn)雷擊能讓傳感器系統(tǒng)直接失靈，為此我們給傳感器加裝了避雷裝置。在通信方面，水面對電磁波的干擾還是很嚴重的，所以無線傳感網(wǎng)絡(luò)的采集器到了水里，就會發(fā)現(xiàn)它的頻率需要調(diào)整，否則通信完全無效……”類似的“事故”還有很多，這也促使李道亮做出了一個決定：將工作地點從學(xué)校里的實驗室搬到現(xiàn)場，針對養(yǎng)殖方式、養(yǎng)殖模式、養(yǎng)殖品種的不同，為當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶“就地解決”出現(xiàn)的各類實際問題。

團隊合影

榮獲2019年度國家科學(xué)技術(shù)進步獎二等獎

這一觀念同樣被他帶到了團隊建設(shè)和教學(xué)過程中。李道亮有個不成文的規(guī)定：想做他的學(xué)生，必須去農(nóng)村學(xué)習(xí)實踐半年，以加深對農(nóng)業(yè)和農(nóng)村的了解。先做人、再做事、最后做學(xué)問，這是李道亮一直以來的育人觀點。他引導(dǎo)學(xué)生像孫悟空一樣，善于借力提高自己，同時也要像郭靖一樣，開放心態(tài)博采眾長。在李道亮看來，學(xué)生的彈性是無比巨大的，只要教對方法、給出標(biāo)準(zhǔn)、指明道路，他自己去努力就可以提高。解決問題、處理問題的能力，是他最為看重的。在具體的技術(shù)層面，李道亮并不“步步緊逼”，而是指明方向并制定標(biāo)準(zhǔn)，做學(xué)生的引路者和把關(guān)人，并激勵學(xué)生悅納失敗，通過磨煉和失敗使自己成長。在這樣的要求之下，越挫越勇的學(xué)生成績斐然，頻頻發(fā)表頗具影響力的SCI論文，并研發(fā)出了很多有價值的智慧農(nóng)業(yè)產(chǎn)品，其中部分產(chǎn)品已實現(xiàn)轉(zhuǎn)化落地。李道亮說：“我自己算過，我距離退休還有15年。在15年之后，我能夠培養(yǎng)200個學(xué)生。現(xiàn)在已經(jīng)有學(xué)生取得不錯的研究成績，我相信等我退休的時候，會有更多的學(xué)生在教學(xué)和科研領(lǐng)域發(fā)揮光熱?！?/p>

僅僅培養(yǎng)人才是遠遠不夠的，李道亮下一步要做的，是打造一個類似航母戰(zhàn)斗群的團隊，將人才優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為推進現(xiàn)代漁業(yè)發(fā)展的強大推力。目前，由李道亮牽頭，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)積極與地方政府展開合作，在廣東、山東和江蘇成立產(chǎn)業(yè)院，每年向各產(chǎn)業(yè)院輸送30名研究生，并對產(chǎn)業(yè)院下轄公司的技術(shù)團隊進行指導(dǎo)，構(gòu)成規(guī)?；膶＜覍?dǎo)師隊伍—研究生隊伍—產(chǎn)業(yè)化隊伍科研矩陣，同時大力引進國際化人才，通過產(chǎn)—學(xué)—研領(lǐng)域的有效配合，服務(wù)于地方經(jīng)濟和國家戰(zhàn)略。據(jù)了解，目前山東煙臺產(chǎn)業(yè)院已初具規(guī)模，并以海洋牧場為主戰(zhàn)場，產(chǎn)出包括傳感器、通信、浮標(biāo)、水下機器人等在內(nèi)的數(shù)字化海洋牧場產(chǎn)品，盈利可達千萬級。后續(xù)建設(shè)的南京高淳產(chǎn)業(yè)院和廣東南沙產(chǎn)業(yè)院，將會形成1個北京科研總部+3個產(chǎn)業(yè)院的模式，通過共享技術(shù)、人才、資源和國家視野創(chuàng)新中心的品牌，在未來5年實現(xiàn)長足發(fā)展。

基于豐富的人才培養(yǎng)經(jīng)驗，2020年8月，李道亮被正式任命為中國農(nóng)業(yè)大學(xué)國際學(xué)院院長。甫一就職，長于“運籌帷幄”的李道亮就為國際學(xué)院制訂了一份“十四五”發(fā)展規(guī)劃，就提高辦學(xué)層次、提升合作水平、完善培養(yǎng)體系等內(nèi)容提出短期目標(biāo)、近期目標(biāo)和長期目標(biāo)，圍繞農(nóng)學(xué)、農(nóng)業(yè)工程學(xué)等中國農(nóng)業(yè)大學(xué)特長專業(yè)繼續(xù)深入合作，建立A5+A6國際頂尖高校聯(lián)盟，著重培養(yǎng)國際化人才。李道亮說：“之前只是做學(xué)問，這次任命是學(xué)校給我的一個歷練的機會。從數(shù)百人的科學(xué)大團隊，到數(shù)千人的學(xué)院，我要做的事情還有很多?！?/p>

“我們的鄉(xiāng)村未來可期”

先后入選教育部新世紀(jì)人才、科技部中青年科技領(lǐng)軍人才、農(nóng)業(yè)部杰出科研人才、中共中央組織部“萬人計劃”、教育部“長江學(xué)者”，同時也是全國創(chuàng)新爭先獎、中國青年科技獎、全國優(yōu)秀科技工作者、霍英東青年教師基金獲得者，李道亮的研究成就極為亮眼。面對幾乎“大滿貫”的成績，李道亮最直接的感受就是——功到自然成。這位博士畢業(yè)4年后即獲正教授職務(wù)、扎根農(nóng)業(yè)研究大半生的專家堅信，只要踏踏實實地奮斗，夢想就可以實現(xiàn)。

結(jié)合對發(fā)達國家農(nóng)場的經(jīng)營經(jīng)驗及自身的研究成果，李道亮形成了一套自己對中國農(nóng)業(yè)的判斷，并將其記錄在“農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化三部曲”系列書籍中。在“三部曲”之一的《未來農(nóng)場》一書中，他闡述了自己對中國農(nóng)業(yè)未來數(shù)十年發(fā)展的思考，并對未來農(nóng)場做出了描繪：從生產(chǎn)手段上來說，未來農(nóng)場將會實現(xiàn)“四化”，即高度自動化、高度技術(shù)化、高度機械化、高度數(shù)字化，是包含生物技術(shù)、裝備技術(shù)、信息技術(shù)、農(nóng)藝結(jié)合的高度技術(shù)集成體；從經(jīng)營方式來說，其顯著特征是集約化、規(guī)?；?、品牌化、標(biāo)準(zhǔn)化；從最終的結(jié)果來說，未來農(nóng)場產(chǎn)生的效應(yīng)必將符合生態(tài)化、歷史化的進程，這將是中國未來農(nóng)業(yè)、農(nóng)場和農(nóng)民的發(fā)展方向。

生于斯，長于斯，農(nóng)家子弟李道亮更能理解農(nóng)業(yè)改革的迫切性：“我國的勞動生產(chǎn)率太低了，差不多是發(fā)達國家水平的1/20，這種勞動現(xiàn)狀不能忽視?！痹谒磥?，自2018年開始大力實施的鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略，究其根本是要實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)振興。在智慧農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，李道亮希望用自己的所學(xué)、所研、所想來引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展，用自己的規(guī)劃、戰(zhàn)略、著作、技術(shù)和產(chǎn)品來解放人力，并為未來農(nóng)民和農(nóng)場如何構(gòu)建這一重大問題提供解決方案，這樣才算無愧于國家對自己的培養(yǎng)和信任?！皞b之大者，為國為民?！边@位年少時鐘情武俠故事的科學(xué)家，仍奮斗在踐行初心的道路上，奮力譜寫中國智慧農(nóng)業(yè)的新篇章。