有很多产品的创造都开始于一个简单的想法,不是只有科学家们才能够实现自己的想法。王安琪是安徽信息工程学院的学生,大二时加入了一个特殊的团队,她这样评价自己的团队:“搞点发明创造,希望能解决一些实际问题,做一些能‘改变’的事情。总之,得有意义。”他们团队将目光投向农业灌溉。

  在2022年科大讯飞全球1024开发者节上,王安琪团队带来的无水源灌溉系统,让更多人看到了智慧农业的曙光,让农田灌溉更具现代智慧。

  团队协作,付诸实践只需要一个个新想法

  王安琪团队有几个人的家在农村,他们从小就听大人们念叨,水是庄稼的血、水是农业命脉。王安琪记得,小时经历过严重的旱天,爸妈急到从家里接水去浇田,一趟又一趟,也不过车水杯薪。但她也见过漫水灌溉,水哗哗流得让人心疼,“想在农业灌溉做些不一样的尝试。”

  起初,团队做的是节能灌溉设备,利用太阳能板和风力发电机,为装置提供能源。设备做出来了,也得到了不少专业人士的认可,就在这时,团长提出了“无水源灌溉”的想法。“无水源灌溉,并不是真的没有水,而是不用常规水源,通过收集雾水和雨水,进行灌溉。”王安琪说,雨水收集相对简单,难点在于从空气收集雾水。

  收集雾水,这当然不是脑洞大开的空想。雾也被称为隐性降水,收集雾水,就是把隐性降水变为显性降水。“雾滴的直径很小,一般只有1微米~40微米。找到一种合适的物质作媒介,使雾滴经过碰撞变成水滴下流,就可以收集并加以利用了。”其实在很早以前,渔民就无师自通地学会了雾水收集,用渔网收集雾水。既然可行,团队立即行动起来,查资料、做调研、做设计,很快拿出了初步模型。“规划好整体构造、如何组合,可能有些东西目前还实现不了,但可以先做出来,再一点点摸索。”

  团队设计了两样东西:直式扇叶、立式扇叶,考虑到一些特殊环境的雾水收集受限,又开发了不同的扇叶传动结构,力求有效利用风能以实现多场景收集雾水。出乎意料的是,实际测试的收集雾水效果并不太理想,大家都有点蔫了。

  在不断地试错中,大家又振作起来,一起找办法。研究了很久,他们认为问题可能出现在装置涂层上,查阅大量资料、反复实验,最后选定了一种“亲疏水微纳米”材料,涂覆于雾水收集网上,终于达到了较高的补雾效率。

  团队还创新雨水收集装置,设计了一个由六大机械结构组成的“采雨器”,这六个结构或是相互“保护”或是“合作”,完成雨水收集。其中,球形凸起且多结构的过滤网罩是一大巧思,可有效避免残枝落叶“乱入”造成的管道堵塞。

  趋于生态,小团队也有大智慧

  是什么让王安琪和伙伴们被称作“开发团队”的?

  出于对“精细灌溉”的探索,他们搭建了“智慧检测云平台”,让灌溉有了“眼睛”“触觉”,以及一颗“智慧大脑”。“我们在设备上安装了多种传感器,对作物生长环境的温度、湿度、降雨量等实时监测,数据同步传输至云平台并智能分析。如果出现连续高温、降水量少的情况,系统会智能分析缺水甚至旱灾的可能性,决策是否需要加强灌溉,并发出预警。”王安琪介绍说。

  团队为灌溉设备配置的喷淋头,是可更换式多重灌溉装置。配合“智慧云”平台,可根据实际环境智能更换灌溉模式,定时灌溉或检测灌溉。滴灌形式也可以切换,有顶部滴灌、底部滴灌两种模式。如果突发火情,灌溉喷淋头又会“变身”为灭火喷头,向火源喷洒水。监测数据全在终端呈现,通过列表、曲线图、饼状图、柱状图等多图表统计分析,精准可视化管理。储水箱的水量也传输上“云”,剩余水量、剩余容积、水量预警等,全都一目了然。风力、风向、风速也是一图“聚智”,为水源收集的分析提供数据支撑。

  这个被取名为“生态卫士”的云平台,还和林业、气象等部门进行资源共享、交换,团队不仅仅关注设备所在的那一片农田、一片庄园,他们希望能密织起一张生态“云网”,为“智慧生态”献上一份青春力量。历经一年多的迭代,无水源智慧灌溉设备研发终于完成,并做出1.0版本实物。根据测试,每立方米空气可收集11.5毫升水,一天可收集约一公升的水。

  “我们会在应用中寻找问题,不断对设备优化完善。希望它能在节能节水上大有所为,也希望能将它用在更缺水的地方,帮助更多人解决难题。”目前,王安琪团队正在推进设备落地应用,免费提供给种植大户使用。这期间,听到了许多质疑的声音,对集水效率、对实际效用等等,但他们不会再轻易否定自己,会在这个领域内继续探索下去。

  2022第五届科大讯飞Al开发者大赛围绕十大新兴产业开启108个赛题,按照算法、应用、编程赛、虚拟形象选拔、辩论赛、创意集市创意赛等方向设置众多赛道,共吸引全球31297支团队参与角逐。

  在今年大赛中,有着许多像王安琪团队这样的年轻开发者,即使是看似复杂的事,他们也无惧质疑,以热爱开发、热爱科技的初心去解决着每一个难题。同时,涉及工业互联网、元宇宙、未来社区、智慧养殖、互联网金融、智能汽车等多个领域中,还有着更多优秀开发者。11月17-20日,在1024开发者节现场,他们将进行巅峰对决,碰撞科技火花,共探人工智能新未来。

  (责任编辑 陈一雄)