“蟲口奪糧”：架起守護(hù)糧食安全的空中堡壘
2019年1月，一種原產(chǎn)南美洲、名為草地貪夜蛾的害蟲自東南亞首次遷飛入境我國(guó)云南。如不及時(shí)發(fā)現(xiàn)、滅殺，將對(duì)沿途玉米、水稻等農(nóng)作物帶來(lái)嚴(yán)重破壞。
千鈞一發(fā)之際，一臺(tái)架設(shè)在云南省江城縣的雷達(dá)及時(shí)、迅速監(jiān)測(cè)到草地貪夜蛾的入侵路線及規(guī)模，發(fā)出預(yù)警信號(hào)，為后續(xù)第一時(shí)間滅殺提供了重要信息。
這款直徑約1.2米、高1.25米、重約90公斤的小型雷達(dá)便是由北京理工大學(xué)“蟲口奪糧”項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)研發(fā)的昆蟲雷達(dá)。
2018年秋，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)剛成立時(shí)，剛剛步入北京理工大學(xué)校園的信息與電子學(xué)院電子信息工程專業(yè)大一學(xué)生李佳祎便加入其中，成為團(tuán)隊(duì)中年紀(jì)最小的成員。
李佳祎說(shuō)，“蟲口奪糧”是一個(gè)以研究先進(jìn)昆蟲雷達(dá)、及時(shí)有效進(jìn)行害蟲遷飛監(jiān)測(cè)預(yù)警為目的的項(xiàng)目。
項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)成員具有國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的雷達(dá)研制和生產(chǎn)技術(shù)，以及多年的昆蟲監(jiān)測(cè)信息服務(wù)經(jīng)驗(yàn)。在科技助農(nóng)的大背景下，團(tuán)隊(duì)力圖利用科技手段實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)、林業(yè)增產(chǎn)和害蟲防御，守護(hù)糧食安全。
由遷飛蟲害造成的糧食損失是我國(guó)糧食安全領(lǐng)域的主要威脅之一，使我國(guó)常年損失約1400萬(wàn)噸糧食，不容小覷。
之前，我國(guó)的抗蟲體系是在害蟲遷飛落地田間地頭后才開始滅殺，此時(shí)害蟲已經(jīng)過(guò)千百倍地繁殖，即使是飽和打藥也為時(shí)已晚。李佳祎說(shuō)，其核心原因在于傳統(tǒng)地面和遙感手段只能間接獲取蟲情，信息滯后導(dǎo)致防治被動(dòng)。
“為什么不在害蟲落地繁殖前就監(jiān)測(cè)蟲情進(jìn)行防治？這正是長(zhǎng)久以來(lái)遷飛蟲害防不住的痛點(diǎn)所在。”李佳祎說(shuō)。
圍繞痛點(diǎn)，結(jié)合所學(xué)專業(yè)，團(tuán)隊(duì)敏銳察覺(jué)到，雷達(dá)全天時(shí)全天候的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，可直接獲取空中蟲情，如果能將雷達(dá)應(yīng)用于害蟲監(jiān)測(cè)，這將帶來(lái)整個(gè)抗蟲體系的變革。
然而，在前往農(nóng)村地區(qū)實(shí)地調(diào)研后，團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)昆蟲監(jiān)測(cè)遠(yuǎn)比他們想象的要難。“例如識(shí)別難，昆蟲種類繁多且個(gè)體相似，樣貌難以辨識(shí)，目標(biāo)小，昆蟲體長(zhǎng)超過(guò)現(xiàn)有微波、毫米波雷達(dá)分辨能力極限；設(shè)計(jì)難，鄉(xiāng)村山路崎嶇，地理環(huán)境復(fù)雜，雷達(dá)威力與輕小型化架設(shè)需求難平衡。”團(tuán)隊(duì)成員、信息與通信工程專業(yè)在讀博士于騰說(shuō)。
團(tuán)隊(duì)針對(duì)難點(diǎn)一一擊破。李佳祎敲響了中國(guó)農(nóng)科院的大門，借來(lái)昆蟲樣本，在微波暗室里提取昆蟲生物特征，歷時(shí)4年完成了21種昆蟲數(shù)據(jù)建庫(kù)，覆蓋國(guó)家主要遷飛害蟲。
在昆蟲目標(biāo)的識(shí)別上，團(tuán)隊(duì)攻堅(jiān)克難，從無(wú)到有地研發(fā)了多個(gè)針對(duì)昆蟲目標(biāo)的解析算法。
對(duì)于雷達(dá)的設(shè)計(jì)問(wèn)題，團(tuán)隊(duì)采用抽樣式探測(cè)和全模塊集中化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了雷達(dá)的低成本、小型化。
在完成初代樣機(jī)研制后，團(tuán)隊(duì)走出學(xué)校，扎根農(nóng)村，前往云南、山東等害蟲遷飛路線地調(diào)試?yán)走_(dá)、優(yōu)化算法上百次，歷時(shí)3年3次樣機(jī)迭代，終于成功攻克難題。最終研制出高分辨、全極化昆蟲雷達(dá)，達(dá)成每臺(tái)雷達(dá)覆蓋耕地12萬(wàn)畝，而運(yùn)維成本僅為每畝地兩分錢。
“昆蟲雷達(dá)能夠指導(dǎo)沿途架設(shè)高空誘蟲燈，在空中截殺，實(shí)現(xiàn)了將昆蟲監(jiān)測(cè)和防治環(huán)節(jié)從地面轉(zhuǎn)向空中的顛覆式變革，為耕地安全筑起一座空中堡壘。”李佳祎說(shuō)。
如今，昆蟲雷達(dá)已經(jīng)架設(shè)在云南省瀾滄縣、江城縣、尋甸縣，廣東省深圳市，山東省東營(yíng)市等害蟲重要遷飛路線上，守護(hù)耕地250萬(wàn)畝，惠及農(nóng)民42.7萬(wàn)人。
于騰說(shuō)，3年來(lái)，常態(tài)化運(yùn)行的昆蟲雷達(dá)已累計(jì)報(bào)送400余次遷飛預(yù)警，應(yīng)用成果得到國(guó)家農(nóng)業(yè)農(nóng)村部全國(guó)農(nóng)技推廣中心的認(rèn)可。在3月19日結(jié)束的第十三屆“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生創(chuàng)業(yè)計(jì)劃競(jìng)賽全國(guó)決賽上，“蟲口奪糧”項(xiàng)目獲得“鄉(xiāng)村振興和農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化”組別金獎(jiǎng)。
“彝繡坊”：讓精美彝繡服裝“穿”向全世界
在“挑戰(zhàn)杯”賽場(chǎng)上，兩位身著彝繡服裝的選手吸引了很多人的目光，成為賽場(chǎng)內(nèi)外一道靚麗的風(fēng)景線。
兩位選手來(lái)自云南財(cái)經(jīng)大學(xué)“彝繡坊”項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)，項(xiàng)目旨在通過(guò)傳承發(fā)展云南彝族刺繡產(chǎn)業(yè)助力鄉(xiāng)村振興。
項(xiàng)目創(chuàng)始人王歆婷是云南民族大學(xué)金融學(xué)院金融學(xué)專業(yè)學(xué)生。2021年，在前往云南省楚雄州永仁縣開展“三下鄉(xiāng)”實(shí)地調(diào)研時(shí)，王歆婷第一次與彝繡“相遇”。
這次偶然“結(jié)緣”，令王歆婷對(duì)傳承千余年的精美彝繡“一見(jiàn)鐘情”，并了解到當(dāng)?shù)匾妥宕迕裆�、就業(yè)的困境。
回到學(xué)校，她聯(lián)合幾位有共同志向的同學(xué)，決定助力那些藏在大山深處的彝繡走出去，既傳承非遺文化，又能幫當(dāng)?shù)匾妥宕迕衩撠氃鍪铡?br />
在學(xué)校的支持、校團(tuán)委老師的指導(dǎo)下，王歆婷迅速收集相關(guān)資料、開展實(shí)地調(diào)研，開啟“彝繡坊”創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目。
實(shí)地調(diào)研中，團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)永仁縣彝繡文化產(chǎn)業(yè)存在缺乏創(chuàng)新創(chuàng)意能力、品牌和商品專利意識(shí)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展專項(xiàng)資金等痛點(diǎn)。
“絕大多數(shù)彝族繡娘學(xué)歷不高，技藝大多來(lái)源于祖輩相傳、互教互學(xué)，產(chǎn)品創(chuàng)意設(shè)計(jì)能力較弱，而且現(xiàn)有彝繡企業(yè)散戶多、規(guī)模小，一對(duì)一模式難以形成規(guī)模效應(yīng)，銷售方式單一，無(wú)法滿足市場(chǎng)需求。”王歆婷說(shuō)。
針對(duì)這些痛點(diǎn)，團(tuán)隊(duì)融合金融學(xué)院、信息學(xué)院、傳媒與設(shè)計(jì)藝術(shù)學(xué)院等院系學(xué)生，交叉互補(bǔ)，打造了一支多學(xué)科融合的項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)。
“我們聯(lián)合當(dāng)?shù)丶扔幸妥宕汤C協(xié)會(huì)，針對(duì)市場(chǎng)信息差、繡品樣式單一、生產(chǎn)能力弱等痛點(diǎn)一步步解決發(fā)展難題。”王歆婷說(shuō)。
為收集彝繡圖案、紋樣元素，團(tuán)隊(duì)先后走訪7個(gè)彝族村落，收集135個(gè)傳統(tǒng)樣式，結(jié)合1131個(gè)新中式素材物件，打造建立起全國(guó)首個(gè)“一品一庫(kù)”刺繡紋樣數(shù)據(jù)庫(kù)，并運(yùn)用區(qū)塊鏈技術(shù)對(duì)紋樣素材進(jìn)行上鏈唯一編碼，實(shí)現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)紋樣和新中式素材的知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)。
“歷經(jīng)390多個(gè)日夜，我們通過(guò)CNN卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)紋樣與新中式素材的AI智能組合，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)上的最優(yōu)決策選擇。”王歆婷說(shuō)，在創(chuàng)立“彝繡坊”獨(dú)立品牌后，團(tuán)隊(duì)建立起差異化的“CAD打版制圖+電腦刺繡機(jī)”量產(chǎn)組合和定制化生產(chǎn)兩條產(chǎn)品線，滿足不同消費(fèi)者群體的購(gòu)買需求。
將傳統(tǒng)與現(xiàn)代完美結(jié)合，讓古老彝繡煥發(fā)出當(dāng)代國(guó)潮的魅力，助力鄉(xiāng)村振興，這正是“彝繡坊”項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)努力實(shí)踐的方向。
2021年，在“彝繡坊”項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)的幫扶下，半個(gè)月時(shí)間，永仁縣完成5.7萬(wàn)多件訂單，覆蓋帶動(dòng)1100多名繡娘，其中建檔立卡貧困戶360多名；2022年4月，僅5天時(shí)間，完成5000多件訂單，帶動(dòng)500多名繡娘參與其中，實(shí)現(xiàn)增收。
如今，精美的彝繡已亮相北京時(shí)裝周，在北京開辦彝繡展覽。一路走來(lái)，彝繡不再是“養(yǎng)在深閨人未識(shí)”。
王歆婷說(shuō)，團(tuán)隊(duì)計(jì)劃聯(lián)合知名品牌打造彝繡設(shè)計(jì)IP，借助知名品牌的影響力將彝繡文化推向全世界。
“圓夢(mèng)青禾”：一場(chǎng)改善農(nóng)村環(huán)境的實(shí)踐
“用技術(shù)助力鄉(xiāng)村振興”，是東北大學(xué)“圓夢(mèng)青禾”項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)12位大學(xué)生創(chuàng)業(yè)者兩年多來(lái)心底一直堅(jiān)守的信念。
2020年暑假，在一次“三下鄉(xiāng)”大學(xué)生社會(huì)實(shí)踐調(diào)研中，來(lái)自東北大學(xué)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院機(jī)械工程專業(yè)的吳珩和同學(xué)們第一次走進(jìn)遼寧省沈陽(yáng)市姚千村。
姚千村是養(yǎng)殖大村，自2019年起，村集體置辦起養(yǎng)殖場(chǎng)，家家戶戶以養(yǎng)雞為業(yè)。
為期5天的調(diào)研，令吳珩感受到姚千村雞犬桑麻的美好，同時(shí)，身臨其中也讓他深刻體會(huì)到因?yàn)轲B(yǎng)殖場(chǎng)而帶來(lái)的諸多問(wèn)題。
“家禽每天產(chǎn)生大量畜禽糞便，采用堆肥漚肥的方法處理臭氣熏天，嚴(yán)重污染鄉(xiāng)村環(huán)境。如果運(yùn)走集中處理，每年大筆運(yùn)費(fèi)對(duì)于剛剛成立的養(yǎng)殖場(chǎng)來(lái)說(shuō)又是沉重的負(fù)擔(dān)。”吳珩說(shuō)，僅一年，姚千村養(yǎng)殖場(chǎng)共產(chǎn)生730噸畜禽糞便，采用堆肥漚肥發(fā)酵方式占地1.6畝，寄托村民對(duì)美好生活向往的養(yǎng)殖場(chǎng)成了一把“雙刃劍”。
調(diào)研結(jié)束后，吳珩回到學(xué)校，在姚千村的所見(jiàn)所聞始終縈繞在他心頭，一顆種子悄悄發(fā)芽。
“助力鄉(xiāng)村振興，守護(hù)好姚千村的‘綠水青山’，做好畜禽糞便有機(jī)固廢處理是第一步。”吳珩說(shuō)。
傳統(tǒng)有機(jī)固廢處理，通常采用堆肥漚肥方式處理，之后產(chǎn)物再作為有機(jī)肥施進(jìn)田中。近年來(lái)，一些地方引進(jìn)槽式翻拋機(jī)來(lái)處理畜禽糞便，但這類處理方式仍需露天發(fā)酵，不僅發(fā)酵效率提升有限，而且使得氣味外溢，污染環(huán)境，甚至?xí)驗(yàn)榘l(fā)酵不徹底造成有害物質(zhì)殘留，影響作物生長(zhǎng)。
針對(duì)這些痛點(diǎn)，吳珩和同學(xué)組建項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)，入駐東北大學(xué)“東創(chuàng)空間”，在創(chuàng)業(yè)獎(jiǎng)金支持下，正式啟動(dòng)項(xiàng)目孵化，開啟研發(fā)之路。
團(tuán)隊(duì)將研發(fā)突破口聚焦在有機(jī)固廢的高溫發(fā)酵上。吳珩說(shuō)，團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新研發(fā)出針對(duì)畜禽糞便發(fā)酵的超高溫菌劑：嗜熱菌。
與傳統(tǒng)菌劑相比，嗜熱菌在發(fā)酵溫度上提高30%，最高可達(dá)120℃，能夠加速水分的蒸發(fā)和有機(jī)物的降解，縮短處理周期，提高處理效率，不僅降低約30%的處理成本，而且減少電耗和能耗，間接減少約60%的碳排放。
此外，超高溫好氧發(fā)酵能夠殺死寄生蟲、致病菌，去除抗生素、抗性基因等有害物質(zhì)，同時(shí)提高腐殖化，提高了產(chǎn)物的無(wú)害化和穩(wěn)定化效果，為資源化奠定了基礎(chǔ)。
“資源化也是有機(jī)固廢處理最根本的目標(biāo)，有機(jī)固廢本身就是資源，我們技術(shù)的初衷就是變廢為寶，形成一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)。”吳珩說(shuō)。
在研發(fā)過(guò)程中，嗜熱菌的擴(kuò)培曾一度難到了團(tuán)隊(duì)。“因?yàn)橐雽?shí)現(xiàn)嗜熱菌的產(chǎn)業(yè)化，必須降低培養(yǎng)成本，這樣才能更加有競(jìng)爭(zhēng)力。”吳珩告訴中青報(bào)·中青網(wǎng)記者，經(jīng)過(guò)團(tuán)隊(duì)不斷嘗試，最終研發(fā)出低成本的嗜熱菌快速擴(kuò)培方案。
2021年夏天，團(tuán)隊(duì)帶著發(fā)酵技術(shù)和設(shè)備再次回到了姚千村。
半個(gè)月的時(shí)間里，團(tuán)隊(duì)少眠不休，對(duì)嗜熱菌進(jìn)行中試。最終，25噸的畜禽糞便產(chǎn)出了15噸的有機(jī)肥。
一年多來(lái)，團(tuán)隊(duì)已經(jīng)幫助姚千村養(yǎng)殖場(chǎng)處理了1000余噸畜禽糞便，產(chǎn)出有機(jī)肥550噸，為村里直接帶來(lái)17.5萬(wàn)元的營(yíng)收。并且，養(yǎng)殖場(chǎng)原有堆肥用地得到解放，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)建，產(chǎn)值提高46%。
過(guò)去一年，團(tuán)隊(duì)還為姚千村免費(fèi)提供了200千克菌劑，集中處理散養(yǎng)戶的畜禽糞便共200噸。
“我們將高溫發(fā)酵所得的有機(jī)肥免費(fèi)返還給種植戶，每年能為當(dāng)?shù)剞r(nóng)民節(jié)約6萬(wàn)元的種植成本。”吳珩說(shuō)。
如今，團(tuán)隊(duì)已將技術(shù)和設(shè)備推廣至山東日照莒縣等地，在降本增收、改善環(huán)境的同時(shí)，還為當(dāng)?shù)剞r(nóng)民提供就業(yè)崗位20個(gè)。
