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腾讯程序员“务农”

邱月烨 来源:21世纪商业评论 2020-11-27
鹅厂程序员在沙漠里搭建了一个数据中心。

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2018年,腾讯云副总裁、IDC平台部总经理钟远河偶然浏览图片新闻时,看到了一则报道:重庆交通大学的教授们,在沙漠里种出了近6000亩农田!

在中国第八大沙漠乌兰布和沙漠边缘,这6000亩“农田”种出了乔灌木、各种草类和西红柿、萝卜、西瓜、花生等100多种植物,甚至还出现了生态多样性,可谓“生态奇迹”。这项实验在前期持续了十年。

钟远河觉得这是件有意义的事,腾讯可以提供一些帮助。

物理专业背景的刘灵丰接手项目后对此惊讶不已,作为腾讯云数据中心高级工程师,她对背后的数据感到好奇。她开始检索论文资料,但关于这个课题的资料并不多。

刘灵丰疑惑了:这么重大的科研项目,十年了,除在《中国科学》和《工程》上发表过两篇论文而外,没有进一步的成果出来?

没过多久,刘灵丰去了一趟重庆,带着疑问找到了沙漠土壤化研究项目的负责人,重庆交通大学副校长易志坚教授。

刘灵丰回忆道:“老师们是有数据的,但没有把数据公布出来,想发高水平的文章。换句话说,是在憋大招。他们挺能隐忍,一直默默做事,准备到时候再公布进一步结果。”

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沙漠里搭建数据中心

腾讯云的团队慢慢了解沙漠土壤化项目的全貌:

易志坚团队从植物中提取了一种纤维黏合剂,放到沙里,添加适量的水,将这些离散态的沙粒以一种任意方向的力键结合在一起,形成多孔介质,具有了保水性,从而实现“土壤化”。

在重庆多年的实践后,2016年,团队来到乌兰布和沙漠小试,成功“变”出一片25亩左右的绿洲,2017年完成了中试基地内约4000亩沙漠的土壤化和绿化,2018年,面积扩大到了6000亩。

生态修复的足迹还拓展到新疆和田塔克拉玛干沙漠、川西若尔盖沙化草地、西沙岛礁,甚至包括中东和撒哈拉沙漠等地,截至2020年10月易志坚研究团队已完成生态恢复建设17000亩。

“沙漠土壤化”成本远低于我国各省市土地复垦费用,平均用水量不到400方/亩,低于当地基于以色列滴灌技术制定的550方/亩的节水定额。

接下来,刘灵丰去内蒙古实地探访了沙漠里的农田,体验了一把务农,还把沙土带回家做实验对比验证,彻底消除了疑惑。

2019年10月,腾讯云和重庆交通大学正式签署了沙漠生态研究联合实验室,开始了这个带有公益性质的智慧农业项目。腾讯的主要任务是化身“技术小助手”,为学校的科研工作提供云边协同数据计算中心、物联网、大数据、人工智能等等支持。 

腾讯的加入,让整个沙漠土壤化的项目的数据研究有了飞跃式的进展。

过去,在数据传输这样最基础的环节,老师们遇到了遇到极大挑战。

“现场采集的数据量太大,网络传输信号也不好,只能人肉把数据带回重庆交通大学的实验室。在沙漠农田收集数据后,要先导出到移动硬盘,再坐飞机把硬盘带回去,效率很低。”重庆交通大学沙漠土壤化团队成员蒋学皎教授向《21CBR》等媒体介绍道。

不仅如此,传统的种植经验是否适用于沙漠生态恢复和农业,也是未知数。仅依靠传统的农谚,会带来很多风险和不可控因素。“探索适合沙漠地区低耗、高产、绿色的种植方式,就要研究清楚植物的生物量,搞清楚是受哪些方面的影响,又是如何影响的。”蒋学皎说。

为了更好、更高效地对沙漠农业和生态进行科学研究,腾讯和项目组在沙漠里布下了一张数据化的“天罗地网”。

蒋学皎是法国里昂国立应用科学学院微生物学博士,到重庆交大任教后,2年前受邀加入团队研究地表微生物情况。也因此,她和同在一个学校,研究人工智能的老公方勇成了一个团队的同事,尝试用人工智能的方式来进行帮助研究。

他们研发了田间植物表型采集系统机器人,它配备有激光雷达、双目相机等设备,能够对田野里植株的果实、病虫害、株高等情况进行探测和分析。

《21CBR》记者在沙漠现场看到,采集机器人再配合通过无人机搭载的高光谱成像,可以得到农作物果实、病虫害、株高、出苗率等数据。此外,沙漠里还有土壤、水质、流量计、气象站等大量物联网传感器。

数据采集量上来了,分析、计算却是一个大问题。“以前用深度学习框架做目标检测,用自己的电脑运算,数据集规模在800多兆的时候,程序运行了三天仍无结果。如果处理1T的图片,耗时可能数月甚至数年。” 蒋学皎介绍道。

“未来,再进一步扩大规模,实验基地上需要部署6万个传感器,一年大概会产生150万个数据以及50P以上的数据存储量,数据类型也是多种多样的,所以海量数据的采集、存储、分析、清洗、使用,会给老师们的科研工作带来巨大的阻力。这不就是我们腾讯云所擅长的吗?”刘灵丰说。

为了解决这个痛点,腾讯云派上了IDC平台部自研的腾讯云边缘数据中心Nano T-block——由物联网传感器、边缘网关以及一体柜组成,数据采集、处理、分析都能搞定,还能和腾讯云云计算数据中心云边协同训练AI算法模型。

此外,Nano T-block内置腾讯云物联网开发平台IoT Explorer构建的智能解决方案,可实时监控沙漠土壤温湿度、盐分等等周边的环境数据,根据沙漠土壤改造需求精准控制灌溉水量。

Nano T-block在内蒙古乌兰布和沙漠试验基地中部署完成后,原来4个月科研计算量,现在最快1个小时就能完成。

最难的项目

无论是高速公路上的车流量信息采集,还是沙漠里的农业大数据,越来越多的传统场景在走向数字化的时候,都需要更加靠近生产场景的计算能力。让数据运算分散、下沉的边缘计算,已成为一种趋势。

在沙漠土壤化的项目中,Nano T-block就承担了边缘计算中心的作用,它的核心技术来自于腾讯云自主研发的T-Block技术。

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这次腾讯云专门为沙漠土壤化项目定制的Nano T-block,有1.2米宽、1.2米长,2.2米高,看上去就像一个Plus版本的双开门冰箱。

Nano T-block在-45℃到55℃的恶劣天气也能正常运行,针对沙漠设计了防风沙组件。

为了减少老师们的运维工作,Nano T-block支持远程调控,还自带智能运维能力,无需专业人士维护值守,会根据周边的环境状态,自行调整空调、电源设备数等运行参数。

刘灵丰解释道,做这种小型边缘数据产品,尤其涉及到系统布局、架构调整,难度就会比较大。她回忆道,在设计这款Nano T-block的时候,腾讯云的供应商感叹:“做这个项目,是我职业生涯里面遇到最难的一个项目,也是我成长最大的一个项目,但是我把它啃下来了。”

例如,为了能在有限的空间内设计满足需求的系统架构,需要寻找体积更好、功能一致的采集器替代产品,厂商费了好大的劲,终于德国找到了。腾讯云又用了三个月的时间进行系统测试,才开始真正部署到Nano T-block上面。

“科技改变生活,未来可期。”刘灵丰说。


(编辑:鄢子为)
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