中國(guó)日?qǐng)?bào)11月17日電(記者 馬思)在海南崖州灣,一場(chǎng)靜默的農(nóng)業(yè)革命正在發(fā)生,在屏幕上流動(dòng)的數(shù)據(jù)和算法或?qū)⒏淖冎袊?guó)育種的歷史,過(guò)去需要8-10年才能選育出一個(gè)優(yōu)良品種,未來(lái)有望縮短至3-4年。
近日在三亞舉辦的2025年植物表型組學(xué)國(guó)際研討會(huì)上,崖州灣國(guó)家實(shí)驗(yàn)室與華為聯(lián)合發(fā)布“繁-未來(lái)農(nóng)業(yè)智能樞紐”,這是一個(gè)面向農(nóng)業(yè)育種領(lǐng)域的AI智能基座。它或?qū)⒏淖冄永m(xù)多年的傳統(tǒng)育種模式,為保障國(guó)家糧食安全提供技術(shù)支撐。
據(jù)悉,“繁-未來(lái)農(nóng)業(yè)智能樞紐”這個(gè)名字頗具深意。“繁”既取自海南南繁基地,又寓意“種子繁育”,更寄托著“以數(shù)據(jù)繁育智能”的理想。這個(gè)由崖州灣國(guó)家實(shí)驗(yàn)室與華為共同打造的智能基座,希望將育種轉(zhuǎn)變?yōu)榫珳?zhǔn)的“科學(xué)”。
育種之困:從“數(shù)據(jù)孤島”到“十年磨劍”
傳統(tǒng)育種在很大程度上依賴(lài)科研人員多年的經(jīng)驗(yàn)和感覺(jué),過(guò)程如同大海撈針,周期漫長(zhǎng),成功率不足1%。
崖州灣國(guó)家實(shí)驗(yàn)室副主任陳凡直指行業(yè)痛點(diǎn):“傳統(tǒng)育種工作很大程度依靠經(jīng)驗(yàn)。從傳統(tǒng)育種走向精準(zhǔn)設(shè)計(jì)育種,需要基于海量數(shù)據(jù)的作物性狀和基因型之間的關(guān)聯(lián)解析。”
長(zhǎng)期以來(lái),各育種單位形成的“數(shù)據(jù)孤島”阻礙了育種效率的提升。陳凡進(jìn)一步解釋?zhuān)骸皵?shù)據(jù)孤島一直存在,我們?cè)瓉?lái)的科研工作一直就是基于各自的研究目標(biāo)、研究?jī)?nèi)容來(lái)實(shí)現(xiàn)。對(duì)于農(nóng)業(yè)研究來(lái)說(shuō),它更復(fù)雜,因?yàn)槲覀儗?duì)基因型、表型、環(huán)境數(shù)據(jù)甚至土壤數(shù)據(jù)等,都各自是各自的數(shù)據(jù)。”
與此同時(shí),中國(guó)種業(yè)正面臨“資源天花板逼近、技術(shù)天花板未破、成果天花板壓頂”的三重夾擊。全球65%的種子市場(chǎng)被5家外企占據(jù),基因?qū)@蠖啾豢鐕?guó)巨頭掌控。
破局之道:“繁-未來(lái)農(nóng)業(yè)智能樞紐”如何重構(gòu)育種流程
“繁-未來(lái)農(nóng)業(yè)智能樞紐” 這一智能基座是由崖州灣國(guó)家實(shí)驗(yàn)室在華為AI數(shù)據(jù)湖解決方案支撐下開(kāi)發(fā)的AI全鏈條技術(shù)體系,包含育種智能體、種業(yè)數(shù)據(jù)集、工具集及軟硬件基礎(chǔ)設(shè)施。其核心突破在于解決了長(zhǎng)期制約AI賦能的數(shù)據(jù)瓶頸問(wèn)題。
崖州灣國(guó)家實(shí)驗(yàn)室高級(jí)科學(xué)家袁曉輝坦言:“我們深知,AI具備賦能農(nóng)業(yè)科學(xué)的巨大潛力,但數(shù)據(jù)問(wèn)題始終是制約其落地的核心瓶頸。農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)分散、標(biāo)準(zhǔn)不一、共享困難,AI難以利用、改善業(yè)務(wù)效率,研究者既不知道數(shù)據(jù)的來(lái)源和品質(zhì),也無(wú)法辨別哪些可以被AI所理解,這導(dǎo)致AI跑不動(dòng)、即使跑下去也都是錯(cuò)的。”他補(bǔ)充道,一個(gè)能聯(lián)結(jié)全球大田與實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)、并提供智能分析能力的“樞紐”系統(tǒng),是我們的重點(diǎn)。
據(jù)悉,智能樞紐從三個(gè)維度破解育種難題。一、數(shù)據(jù)整合:整合來(lái)自全國(guó)多源頭的環(huán)境、性狀、表型、基因型數(shù)據(jù),讓跨域數(shù)據(jù)被統(tǒng)一匯聚,以進(jìn)一步供規(guī)范化加工。二、模型構(gòu)建:利用專(zhuān)業(yè)的數(shù)據(jù)清洗標(biāo)注工具,結(jié)合相關(guān)應(yīng)用編排及開(kāi)發(fā)框架、模型開(kāi)發(fā)工具,快速構(gòu)造行業(yè)定制化的專(zhuān)屬模型。三、智能分析:育種智能體可基于研究目標(biāo)進(jìn)行智能地?cái)?shù)據(jù)關(guān)聯(lián)篩選、自動(dòng)化編排分析流程、建模驗(yàn)證、智能決策,高效尋找合適育種路線。
過(guò)去“親本選種—試驗(yàn)育種—大田種植”的流程從20代(8-10年)有望縮短至5代(3-4年),育種周期縮短50%,效率提升30%。
強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合:為何是崖州灣與華為?
崖州灣國(guó)家實(shí)驗(yàn)室作為中國(guó)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域唯一的國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)室,肩負(fù)著創(chuàng)制重大戰(zhàn)略性品種,彌補(bǔ)缺口的使命。實(shí)驗(yàn)室成立于2022年,坐落在三亞崖州灣科技城,涵蓋我國(guó)寶貴的農(nóng)業(yè)科研平臺(tái)——南繁科研育種基地。
而華為的參與,則為解決育種數(shù)據(jù)難題提供了技術(shù)方案。華為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)產(chǎn)品線副總裁袁遠(yuǎn)指出:“AI時(shí)代是數(shù)據(jù)的黃金時(shí)代,科研行業(yè)正面臨數(shù)據(jù)量大、數(shù)據(jù)復(fù)雜以及一系列數(shù)據(jù)工程與模型工程難題。通過(guò)AI數(shù)據(jù)湖建設(shè),將為企業(yè)高效供給高質(zhì)量AI語(yǔ)料、加速模型構(gòu)建。”
袁遠(yuǎn)進(jìn)一步解釋道,雙方合作的契合度很高,因?yàn)椤皩?duì)于這樣的大型農(nóng)業(yè)研究,第一要整合各種類(lèi)型的數(shù)據(jù),整合各地的數(shù)據(jù),形成數(shù)據(jù)集、語(yǔ)料集。通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的分析,再運(yùn)用AI的手段,能夠產(chǎn)生我們想達(dá)成的育種目標(biāo),這個(gè)大的方向是和華為目前發(fā)力AI數(shù)據(jù)湖的方向是完全一致的。”
據(jù)介紹,華為AI數(shù)據(jù)湖解決方案基于華為AI工具鏈ModelEngine,可大幅降低數(shù)據(jù)工程與模型工程復(fù)雜度,數(shù)據(jù)標(biāo)注效率可提升4倍,將行業(yè)專(zhuān)屬模型的構(gòu)建耗時(shí)從15天縮至5天,縮短應(yīng)用上線周期80%以上。通過(guò)DME(Omni-Dataverse)構(gòu)建統(tǒng)一數(shù)據(jù)空間,打造多地多中心的數(shù)據(jù)平臺(tái),實(shí)現(xiàn)跨地域、跨設(shè)備的數(shù)據(jù)調(diào)度、高效檢索與可信流動(dòng)。此外,依托全閃化介質(zhì)創(chuàng)新,憑借極致讀寫(xiě)性能、出色容量密度、極低單位能耗,滿足海量多模態(tài)數(shù)據(jù)的融合存儲(chǔ)。
深遠(yuǎn)影響:科技產(chǎn)業(yè)價(jià)值與社會(huì)意義
專(zhuān)家表示,“繁-未來(lái)農(nóng)業(yè)智能樞紐”的發(fā)布,不僅代表著技術(shù)突破,更蘊(yùn)含著深遠(yuǎn)的產(chǎn)業(yè)價(jià)值和社會(huì)意義。
科技產(chǎn)業(yè)價(jià)值方面,這一平臺(tái)樹(shù)立了“國(guó)家隊(duì)+科技隊(duì)”的跨界合作范式。崖州灣國(guó)家實(shí)驗(yàn)室代表著頂尖的國(guó)家戰(zhàn)略高度與科研課題深度,華為代表著信息通信技術(shù)領(lǐng)域頂尖的數(shù)字技術(shù)。二者跨界合作、彼此彌合,為攻克國(guó)家級(jí)難題開(kāi)辟了全新道路。
社會(huì)意義方面,該項(xiàng)目將直接助力國(guó)家糧食安全戰(zhàn)略。陳凡指出,智能樞紐的建設(shè)目的就是“基于數(shù)據(jù)來(lái)推進(jìn)全國(guó)區(qū)域農(nóng)業(yè)的發(fā)展,支持高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn),減少農(nóng)藥、化肥的釋放,保證農(nóng)業(yè)土地的可持續(xù)利用。”
更深遠(yuǎn)的是,育種的成果是無(wú)國(guó)界的。在全球氣候變化、耕地銳減、資源不均的多重危機(jī)下,“繁”的模式可推廣給全球農(nóng)業(yè)研究者,在惡劣環(huán)境中穩(wěn)定生產(chǎn)更多優(yōu)質(zhì)糧食,解決饑荒與供應(yīng)威脅。
未來(lái)展望:從“追趕者”到“領(lǐng)跑者”
隨著國(guó)家“人工智能+”行動(dòng)的深入推進(jìn),這場(chǎng)發(fā)生在田野間的數(shù)字革命,正悄然改變著中國(guó)最古老產(chǎn)業(yè)的面貌。
“繁-未來(lái)農(nóng)業(yè)智能樞紐”的發(fā)布,是我國(guó)在智慧育種領(lǐng)域渴望從跟隨者轉(zhuǎn)向領(lǐng)跑者的努力。陳凡評(píng)價(jià)道:“這個(gè)智能系統(tǒng)目前在全球是沒(méi)有的。我們的特點(diǎn)就是要快速的加大現(xiàn)在‘南繁硅谷’的建設(shè),來(lái)實(shí)現(xiàn)未來(lái)農(nóng)業(yè)的智能樞紐過(guò)程。”
從背著硬盤(pán)奔波,到數(shù)據(jù)在云端自由流動(dòng);從依賴(lài)科學(xué)家的經(jīng)驗(yàn)直覺(jué),到AI輔助的精準(zhǔn)決策——在這片曾經(jīng)孕育了雜交水稻奇跡的土地上,新的奇跡正在數(shù)據(jù)與算法的滋養(yǎng)下生根發(fā)芽。
正如袁遠(yuǎn)所言:“我們將來(lái)的合作前景是非常廣闊的,現(xiàn)在只是剛剛開(kāi)始。”而這剛剛開(kāi)始的合作,正為中國(guó)乃至全球的糧食安全繪制著一幅更加穩(wěn)固的技術(shù)基石。