打卡智能中國（四）：向著沙漠，向著沙漠

前不久，寧夏靈武市林場主孫國友“跪地求水”的視頻引發(fā)了廣泛爭議。這件事的是非曲直還沒有定論，但卻又一次讓大眾看到了一個特殊群體：治沙人。

中國是全球荒漠化最嚴(yán)重的國家之一，荒漠化土地一度達到了267.4萬平方公里，超過國土面積的27%。面對著不斷侵蝕而來的沙漠，不愿服輸?shù)闹袊酥荒芤闳幌蛏衬呷?。于是出現(xiàn)了一代又一代，可歌可泣的治沙人。

二十年來，中國實現(xiàn)了防沙治沙超過2.8億畝。土地荒漠化狀況，由20世紀(jì)末的年均增加1.04萬平方公里，轉(zhuǎn)變?yōu)槟昃s減2424平方公里，成為全球第一個實現(xiàn)逆土體退化的國家。

中國治沙，是將銘刻在歷史豐碑上的沙漠長歌，是一段向自然偉力發(fā)出吶喊的反抗史詩。

在我們的認(rèn)知里，治沙的故事，往往伴隨著艱苦與犧牲這樣的關(guān)鍵詞。但漸漸地，也有一些改變發(fā)生，我們正在經(jīng)歷人走向沙漠，到科技走向沙漠的轉(zhuǎn)變。

今天就來聊聊，我們探訪過的那些走向沙漠的數(shù)字化、智能化技術(shù)。

智能中國，不僅在一線城市的高樓大廈中，它還在沙丘與綠洲的邊界線上，努力逆著風(fēng)沙生長著。

最應(yīng)該去種樹的，是機器人

防沙治沙，最基本途徑就是要在荒漠化的土地上重新種植植物，而這項工作也給治沙人帶來了巨大的勞動強度與嚴(yán)峻的生存環(huán)境。樹一定要種，但人不應(yīng)該受這么大的苦，那么誰是最合適的種樹人勞動力呢？答案呼之欲出，是機器人。

在今天，AI技術(shù)是否會取代人類工作，正成為全球熱議的話題。但這時候我們總是會忽略一件事，那就是很多工作確實應(yīng)該被AI取代。尤其是在那些偏遠地區(qū)與極端惡劣環(huán)境中的高重復(fù)、重體力勞動。治沙，兼顧了所有這些特點。

據(jù)了解，人工在沙漠植樹，一般只能在短暫的春天搶著時間進行。而春天往往是風(fēng)沙大、氣候惡劣的時候，治沙人植樹時被風(fēng)沙迷眼，打傷皮膚是家常便飯，僅僅是找準(zhǔn)位置挖坑，一個人就需要20分鐘以上才能完成。沙漠種樹，可以說是全天下最需要被AI取代的工作之一。

在東北某大學(xué)讀書的小高，家鄉(xiāng)在甘肅省古浪縣。提起古浪縣，很多朋友首先會想起曾經(jīng)被廣泛宣傳的“六老漢治沙”故事。從上世紀(jì)80年代開始，古浪六位村民承包了7.5萬畝流沙，組建了八步沙集體林場。截至2019年，林場三代人已經(jīng)完成了治沙造林21.7萬畝。

從小深受這些故事感染的小高，非常了解治沙造林的艱難，于是還在上學(xué)的他，想到了發(fā)明機器人來完成治沙工作。

小高在學(xué)校發(fā)起了“沙漠治理機器人”項目，但要讓機器人像人類一樣完成植被種植，需要跨過一個門檻，就是機器必須認(rèn)識沙漠植被，知道如何找準(zhǔn)方位，準(zhǔn)確完成種植。這就不是一般意義上機器人技術(shù)所能解決的問題了，必須利用AI技術(shù)的識別能力。

但大學(xué)生開發(fā)者想要獲得AI能力的支持并沒有那么容易。小高首先進行的嘗試，是自學(xué)相關(guān)技術(shù)和課程，而在國內(nèi)一個AI開源社區(qū)中的《零基礎(chǔ)入門深度學(xué)習(xí)》課程，幫助小高邁出了AI+機器人治沙的第一步。

但有了基礎(chǔ)知識還不行，機器人識別沙漠植物，還需要不少針對性的植物數(shù)據(jù)。在很多領(lǐng)域，專項數(shù)據(jù)都是最難攻克的AI障礙，小高他們也不例外。由于缺少數(shù)據(jù)支持，這一項目一度停滯，后來是在開源社區(qū)工作人員聽說這一情況后，聯(lián)系了社區(qū)中另一位熱心開發(fā)者，遠赴敦煌采集了沙漠植物的關(guān)鍵數(shù)據(jù)集，并且在這一過程中，蘭州大學(xué)等高校相關(guān)團隊也給予了幫助。

在有了數(shù)據(jù)之后，下一步是要進行AI模型的訓(xùn)練。想要完成高精度的模型訓(xùn)練，所需要的技術(shù)能力是較為復(fù)雜的。為了解決這些問題，小高團隊又利用了飛槳平臺提供的圖像識別套件進行開發(fā)，克服了自己訓(xùn)練模型精度不達標(biāo)的問題，實現(xiàn)了沙漠治理機器人從樣本到原型機的落地。

（圖片來源：《飛槳案例集·有解》）

可以看到的是，從一個機器人植樹治沙的想法，到最后完成落地。小高先后得到了開源平臺與工具、AI社區(qū)、其他AI開發(fā)者、高校的多方面幫助，最終才跨越了AI開發(fā)的難關(guān)。可見無論是產(chǎn)業(yè)智能化升級，還是各行業(yè)的開發(fā)者用AI技術(shù)解決問題，一個良好的生態(tài)環(huán)境都是必不可少的基座。

無獨有偶，高校開發(fā)者利用AI技術(shù)，來打造AI種樹、治沙機器人的案例正在越來越多。比如我們還探訪過一個案例，是由昇騰AI與華東師范大學(xué)智能機器人實驗室共同開發(fā)的AI種樹機器人“東方青帝”。東方青帝帶有螺旋大鉆頭、柔性太陽能板等技術(shù)，可以利用衛(wèi)星定位、物聯(lián)網(wǎng)感知等手段，實現(xiàn)全面智能化的自動種樹。在定位、避障、路線規(guī)劃等方面，這臺機器人也利用了AI技術(shù)。基于昇騰硬件和AI框架CANN，機器人完成了AI視覺分析系統(tǒng)的開發(fā)，能夠自動識別障礙，比如繞開沙丘、溝壑等障礙物，智能化地完成植被種植。

目前階段，沙漠種樹機器人還由于門檻高、成本大等原因，停留在學(xué)術(shù)研究與開發(fā)者探索的階段。但隨著AI開發(fā)為代表的技術(shù)諸多能力成本極速下降，門檻越來越低，沙漠里機器人人頭攢動的景象或許并不遙遠。

至少，讓機器人代替人類治沙這件天經(jīng)地義的事，已經(jīng)畫下了開端。

天地可見

中國治沙成果到底怎么樣，一代代治沙人究竟取得了哪些成果？這些問題不僅僅讓無數(shù)人好奇，也經(jīng)常引來外國媒體進行抬杠。而最能印證中國治沙成果的，就是遙感技術(shù)。

不久之前，青海省國家沙化土地封禁保護區(qū)成效監(jiān)測項目正式啟動。這一監(jiān)測體系非常具有代表性，它利用衛(wèi)星遙感、無人機航拍、全自動荒漠生態(tài)觀測設(shè)備等技術(shù)手段的結(jié)合，實現(xiàn)對封禁保護區(qū)的全面監(jiān)測，為防沙治沙提供數(shù)據(jù)參考和技術(shù)支撐。

在大量土地封禁與防沙治沙工程的推進下，準(zhǔn)確反應(yīng)動態(tài)的土地變遷狀況是一大難題。傳統(tǒng)的野外調(diào)查方式不僅耗費大量人力物力，還非常容易收到各方面的干擾，產(chǎn)生數(shù)據(jù)誤差。而衛(wèi)星、無人機、傳感器，與地面測繪的多種方式結(jié)合，可以實現(xiàn)多項數(shù)據(jù)交叉印證的精準(zhǔn)數(shù)據(jù)呈現(xiàn)。但遙感也會帶來新的問題，那就是衛(wèi)星與無人機取得的數(shù)據(jù)量龐大，且不同時期的遙感數(shù)據(jù)之間差距微小，帶來的人工測算工作量巨大，更遑論遙感數(shù)據(jù)解讀帶來的滯后性，在沙漠防火、沙塵暴治理等實時性較高的任務(wù)中并不適用。

想要解決這個問題，AI+遙感的組合能夠起到巨大作用。由于遙感信息屬于高度結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，非常適合AI來進行識別與測量。一般來說，需要一個十人團隊進行幾個月時間識讀測算的遙感數(shù)據(jù)，AI可以在幾分鐘內(nèi)完成，極大降低了遙感使用成本，提升了沙漠治理的檢測能力。在談及治沙成果時，現(xiàn)在治沙人都知道有遙感數(shù)據(jù)隨時可查，隨時可用，這就是AI+遙感給真實沙漠治理帶來的幫助和變化。

近幾年，隨著對AI技術(shù)的重視，以及東數(shù)西算的興起，各地都興建了人工智能計算中心。在探訪了很多地市的人工智能計算中心后我們發(fā)現(xiàn)，往往第一批使用AI算力的企業(yè)、機構(gòu)就是遙感。無論在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、環(huán)保檢測、水文治理，還是防沙治沙等領(lǐng)域，AI+遙感都可以準(zhǔn)確快速解決一系列問題。

當(dāng)充沛的AI算力涌入遙感，沙土與綠色的邊界，真正在中國做到了天地可見。

綠色光洲

沙漠能發(fā)展什么產(chǎn)業(yè)？可能很多人提起沙漠，認(rèn)為除了旅游和油田之外，那地方應(yīng)該一無是處。如果家鄉(xiāng)就在滿是沙漠的地方，那么年輕人應(yīng)該會第一時間考慮走出去，去南方，去大城市落地生根。

但去年的一次沙漠之旅，改變了我們這樣的刻板印象。我們來到的地方，是國家電投位于內(nèi)蒙古境內(nèi)庫布齊沙漠中的光伏治沙項目。由于其外形輪廓組成了駿馬圖案，一般也被稱為駿馬電站。同時，這里也獲得了“世界最大光伏板圖形電站”吉尼斯世界紀(jì)錄認(rèn)證。

在沙漠中興建光伏電站，既是中國光伏事業(yè)、新能源發(fā)展中的重要環(huán)節(jié)，同時也是中國沙漠治理中的全新智能化探索。沙漠中廣袤的空間與強烈的日照資源，讓這里擁有取之不竭的太陽能。在興建光伏電站的同時，光伏板又可以起到遮蔭避陽的作用，板間可以種植沙漠植被，板下可以固沙治沙。僅僅用了4年時間，駿馬電站就按照“板上發(fā)電、板間種植、板下治沙”的模式，完成了40萬千瓦的光伏發(fā)電量。在數(shù)字化與電力電子的加持下，類似電站可以實現(xiàn)更有效的發(fā)電，并且完成大規(guī)模儲能與電力并網(wǎng)，從而推動新能源與雙碳的發(fā)展。

令我們感觸很深的一點，是駿馬電站周圍如今已經(jīng)興起了很多商業(yè)設(shè)施。就餐途中，一位年輕的餐廳老板告訴我們，他原本也在大城市打拼，但家鄉(xiāng)有了光伏電站，也有了客流量，于是毅然決定回鄉(xiāng)創(chuàng)業(yè)。

我想，如果這樣的電站更多，這樣的反鄉(xiāng)者也會更多。那么圍繞著這些綠色光洲，沙漠的未來將被改寫，占據(jù)中國相當(dāng)大部分的土地價值將被改寫。智能中國就是在這樣的變化中邁步向前。

如今，西部地區(qū)大量光伏電站拔地而起，光下種草，光下枸杞等沙光一體探索層出不窮。很多曾經(jīng)保守風(fēng)沙侵襲的荒原，如今在光伏電站與沙漠治理的共同推動下，已經(jīng)重現(xiàn)了水草豐美的景象。

光伏帶走了能源和商機，帶來了植被、交通和游客。又或許，有一天絲綢之路變成新能源之路也未可知。

科技，是人類向沙漠的咆哮

不久之前，看到過這么一句話：科學(xué)沒有善惡，沒有方向，它只有真實。

但科技不是，科技要由人類來約束善惡，來制定方向?？萍迹侨祟愒谡鎸嵵蝎@得的力量，是人類面向未知能夠發(fā)出的最響亮咆哮。而治沙，完美體現(xiàn)出了這一切。

中國的治沙史，既是一部英雄詩篇，也是一部技術(shù)通史。從最早偶然發(fā)現(xiàn)了草方格治法，有效推動了沙漠治理能力。再到后來的固沙技術(shù)、沙漠土壤化技術(shù)、新型灌溉技術(shù)、種植車技術(shù)。數(shù)十年來，中國治沙的國產(chǎn)中各種科技手段應(yīng)出盡出，交相呼應(yīng)。其中誕生的科技結(jié)晶，不僅成為治沙利器，更成為國際科技交流的瑰寶。

智能技術(shù)與數(shù)字技術(shù)，是治沙科技的新軍，在今天尚且稚嫩。但毫無疑問的是，智能技術(shù)可以代替大量人工勞作，也能比人類更適應(yīng)廣闊且惡劣的沙漠環(huán)境。向著沙漠的AI、機器人、遙感、智能光伏，將是中國治沙的新利器，是人類向沙漠的又一次咆哮。

據(jù)說，今天的中國有30萬治沙人，幾十年來，他們種下了數(shù)以十億計的樹。未來，或許我們會有三百萬AI機器人，三千萬無人機與AI攝像頭沖向沙漠。他們會種下更多樹，會讓更多黃沙重回綠色。

科技奇跡是如何誕生的？答案就寫在沙漠里。

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