李道亮|“顶天立地”做科研,既要在世界发声,又要在产业论文_王亮

摘要:李道亮教授率先在国内构建了集传感器、采集器、控制器、养殖装备和云计算平台于一体水产养殖精准测控技术体系,实现了复杂环境下水质实时调控、饵料智能投喂,引领了国内水产物联网的发展方向,带动了行业技术进步;以第一作者和通讯作者发表SCI收录论文121篇,出版中英文专著7部;第一发明人获授权发明专利29项;制定农业传感器、传输网络、控制装备等技术国家标准4项,行业标准5项;第一完成人获囯家科技进步二等奖1项,获得省部级科技奖励一等奖3项、二等奖6项;研发的传感器、采集器、控制器及智能云平台等技术成果,在江苏中农、福建上润等7家企业进行了转化,在江苏、山东、天津等23省市自治区进行了大面积推广,取得了显著的经济社会效益。

关键词:水产养殖物联网;产学研用;产业化新模式

引言:李道亮,中国农业大学信息与电气工程学院教授,博士生导师,教育部长江学者特聘教授。国际信息处理联合会农业先进信息处理分会主席,国际杂志Information Processing in Agriculture 主编;国家数字渔业创新中心、中欧农业信息技术研究中心、北京市农业物联网工程技术研究中心及中国农业信息化评价中心主任、国家农村信息化指导组专家、全国农业农村信息化十二五、十三五发展规划牵头人,农业农村信息化专家咨询委员会副主任委员; 中国渔业物联网与大数据产业创新联盟执行理事长;入选教育部长江学者奖励计划,中组部国家万人计划、科技部中青年科技领军人才、农业部农业杰出科研人才、教育部新世纪人才;中国青年科技奖、全国优秀科技工作者获得者、中国科协农业物联网技术学科首席科普专家;带领的团队入选农业部水产养殖物联网技术创新团队、中国科协农业物联网科普团队;先后承担国家“863 计划”、国家自然科学基金、国家科技支撑计划、国家科技重大专项、公益性行业科研专项、国际科技合作重点项目、欧盟第六第七框架、地平线计划项目等157项。

李道亮教授与养蟹户交谈讨论

正文:

说起十多年前的螃蟹养殖,投喂管理都要人工亲自参与,耗时耗力,高度依赖经验靠天管理。每天几次往返划船喂料,靠经验投食投药,看天气开增氧机,辨水色猜水质情况,彻夜巡塘察看螃蟹脱壳,安家在水塘边等,螃蟹脱壳生长关键期正值夏末秋初,水塘边蚊虫泛滥,农户们更要每天凌晨不断巡塘安置脱壳螃蟹,忍受蚊虫叮咬,还要忍受着困意,付出了艰辛努力的农户,最后还要承担着巨大风险,等待未知的收获,令农户们烦恼不已。

短短几年后,这一切都发生了改变。又到了中午,江苏省宜兴市高塍镇的一个养殖户打开了手机,像往常一样在手机上查看自家池塘的情况和养殖最新资讯。叮叮,手机收到了一条消息提醒“您的池塘溶解氧含量为2.9mg/l,水温19.1℃,根据理论推算,建议您下午3点增氧2小时30分钟。”养殖户设定三点钟向后台发送命令,远程开启增氧机,手机屏幕上百米开外的池塘里便冒起了水泡,氧含量渐渐回升。养殖户继续干着其他工作,接收着云平台智能的分析和决策后推送手机提醒。而今,农户们可以足不出户,在手机上就可以获得池塘水质、气象等精确数据,又可以远程操作池塘设备,可以跟踪市场行情动态,以及专家指导和养殖资讯,又能对收获的螃蟹进行追溯管理。水产养殖实时精准测控技术体系保证下的水产品生长条件最优,不易生病,存活率高,质量也较之前养殖模式下提高很多,实现了基本提质增效的良好效果,农户们脸上都笑开了花。

这一切的功劳都源于2010年的那个夏天,村子里来了一位农业物联网专家,带着整个研究团队,一待就是半年多。起初,农户们并不知道,这位和他们打成一片,每天钻到田间地头的专家,正是中国农业大学教授——李道亮。

(一)物联网养蟹:行走在田间地头的科学家

2010年,在江苏省宜兴市,原农业部想开发水产养殖物联网,由于当时做水产养殖物联网的企业非常少,研究多集中在高校,他们辗转找到李道亮去做研发实验。2010年3月,李道亮带领工作组和研发的水产养殖物联网技术、产品来到了宜兴,应用和推广并不是一帆风顺,期间经历了重重困难。一来是农户们对此感到怀疑,不相信物联网能用到养蟹上,也迟迟不敢让工作组把传感器安装到自己的池塘里。二来是李道亮带来的产品在当地因为高温、水面及塘边材料吸收反射无线电波、雷击等复杂工况影响下,产品应用面临着很多实际问题。

 经过了半年多的测试,工作组不断更新产品,改进了大大小小几十处问题。最让李道亮欣慰的是,当地的农户也开始渐渐认可工作组,开始尝试使用设备,有时也会主动提出建议,工作组结合当地实际和农户的需求,不断调试出最适合的产品,使实验室设备真正能够走向田间地头。“农户们都很朴实,秋天的时候,我们一家家走访完,很多农户都会追出来送一些时令的瓜果。”李道亮说道。

 就从那时起,李道亮对研究生的培养提出了明确要求,要求选题一定是来源于生产实际的问题,要在农村充分调研,找出问题背后的科学问题,并进行创新研究,最后要落地解决这个实际生产遇到的问题,不断的技术迭代。所以有了一个不成文的规定,当李道亮的研究生,那就必须到农村里待上半年。事实证明,这种教学方法颇有成效。越挫越勇的学生们战果斐然,研发出了很多有价值的产品,其中之一水产行业拉曼检测氨氮在线测量传感器系统,在世界上也是独一无二的。除了这些,他的研究生们自主研发的七八种传感器全部转化落地,这十分不容易,李道亮每每提及,都难言自豪之情。李道亮团队将论文成果成功的写在了祖国的大地上。

(二) “顶天立地”做科研,既要在世界发声,又要让产业落地

李道亮不仅实现了物联网里养螃蟹,造福了百姓,更是瞄准了我国现代农业特别是现代水产养殖转型升级的重大国家需求,开展水产养殖实时测控系统与智能装备领域的基础理论、关键技术和工程应用研究。我国水产养殖产量占全球总产量的65%,为我国城乡居民提供了1/3 的优质动物蛋白,对保障国家食物安全发挥了重大作用。但我国水产养殖装备数字化程度低,实时精准测控技术缺乏,国外同类技术不适用我国实际需求,导致劳动生产率和资源利用率低、劳动强度大、养殖风险高,严重制约了我国水产养殖业的可持续发展。面对国外一个人养一万头猪,一个人一年生产一千吨鱼,所有的工作几乎全由机器自动完成,而我们国内还处在比较初级的生产方式阶段。这一巨大反差,深深刺激了从农村出来的李道亮,作为中国农业大学的教授,深感有责任为我国水产养殖业转型升级提供科学和技术支撑。发力做到“顶天”:研究要在世界上发声,和“立地”:技术要在产业落地。

世界发声需要SCI论文、专著等英文成果,否则国外学者们无法了解到国内的科研进展和动向。所以李道亮带的研究生紧紧瞄准国际研究前沿,全部阅读英文文献并且跟踪国际一流的研究,用最先进的技术和工艺来解决行业和生产实际中遇到的棘手难题,从水质传感器新机理,智能信息处理和模型,机器视觉和装备等方面都取得了研究突破,以第一作者或通讯作者发表了SCI 论文百余篇,并且部分研究进入了深水区,直触国际一流的研究前沿。

同时,李道亮教授积极倡导农业信息化处理领域的国际合作和交流,先后作为中方协调人完成或在研欧盟第六框架、第七框架,地平线2020 计划共6 项;2007 年创立国际计算机与计算技术在农业应用研讨会;2008 年被欧盟委员会聘为欧盟第七框架计划项目评审专家,先后10 余次参加欧盟项目评审与论证工作;2011 年在国际信息处理联合会创立农业信息处理分会(国家农业信息技术欧盟联络点);2014 年在Elsevier 旗下创办我国第一个农业信息技术领域国际期刊InformationProcessing in Agriculture;2016年应Elsevier 出版社特邀并资助出版英文专著《WaterQuality Monitoring and Management》;2019年应电子工业出版社邀请,翻译中文专著成英文版,服务一带一路合作国家。李道亮教授团队成为世界上一支专注水产养殖信息化的重要力量,在世界上为扩大我国农业信息化发展的宣传,产生了较好的国际影响。

 

 

 李道亮教授在欧盟评审项目

 

在国内,李道亮教授既关注科学研究,学科发展,人才培养,更关注产业发力。先后承担国家“863 计划”、国家自然科学基金、国家科技支撑计划、国家科技重大专项、公益性行业科研专项、国际科技合作重点项目等150余项,以第一作者和通讯作者发表SCI收录论文121篇,第一发明人获授权发明专利29项;出版《农业物联网导论》、《集约化水产养殖数字化集成系统》、《互联网+农业-农业供给侧改革必由之路》、《农业4.0-即将来临的智能农业时代》等中文专著6部;制定农业传感器、传输网络、控制装备等技术国家标准4项,行业标准5项;第一完成人获得省部级科技奖励一等奖3项、二等奖6项;率先在国内构建了集传感器、采集器、控制器、养殖装备和云计算平台于一体水产养殖精准测控技术体系,实现了复杂环境下水质实时调控、饵料智能投喂,引领了国内水产物联网的发展方向,带动了行业技术进步。

2010-2013年,是李道亮团队成果转化速度最快的三年。在这三年里,李道亮团队孵化公司纯粹是为了科技成果转化,和市场化公司的不同之处在于他们追求的是让科技成果落地,而不是追求利润。这是李道亮进行产业化之路初探的第一个模式——自创,孵化,再转化。

 

 李道亮教授在宜兴教授工作站现场调研

 

2013年到2016年,李道亮团队采用了另一种科技成果转化模式。那就是采用产学研用联动的方式,加速扩大行业的变革和进步。团队开始探索和中国龙头企业合作的形式,双方共同申请国家课题,成果研究出来之后,技术免费给企业。将实验室产品变成市场应用产品,还需要一个漫长的过程,这个时候需要企业来承接,就像烧水过程,专家烧前70度,企业烧后30度。

随着合作企业的增多,2016年成立了产学研联盟——“中国渔业物联网与大数据产业创新联盟”。联盟是在中国产学研合作促进会支持指导下,由中国农业大学、全国水产技术推广总站、软通动力信息技术(集团)有限公司等单位共同发起成立的。联盟致力于搭建国内从事渔业物联网与大数据的科研机构、水产养殖龙头企业、信息化服务龙头企业及水产技术推广机构的学习平台、交流平台、成长平台和推广平台。联盟目前已经成立了传感器、通信、模型、平台、装备、标准、系统集成、应用、战略和国际合作十个工作组。多方合力打通渔业物联网产业链,不断探索产业化新模式。以推动我国渔业物联网产学研结合,加速推动渔业物联网与大数据相关技术的产业化运用,促进渔业的健康快速发展,促进产业结构调整和转型升级。

 

 李道亮在海上网箱养殖现场调研

目前,李道亮团队研发的传感器、采集器、控制器及智能云平台等技术成果,在江苏中农、福建上润等7家企业进行了转化,在江苏、山东、天津等23省市自治区进行了大面积推广,取得了显著的经济社会效益。

李道亮也因出色的科研和产业贡献,入选教育部长江学者奖励计划,中组部国家万人计划、科技部中青年科技领军人才、农业部农业杰出科研人才、教育部新世纪人才;中国青年科技奖、全国优秀科技工作者获得者、中国科协农业物联网技术学科首席科普专家;带领的团队入选农业部水产养殖物联网技术创新团队、中国科协农业物联网科普团队。

 

(三)为农业、为农民、为农村做一些实事

抬头盯着世界农业发展的前沿,俯身下农田搞科研,李道亮在智慧农业上奋斗了近半辈子,每当受到赞誉时,他总会笑说:“我是从农村出来的,我希望中国的农民可以从土地中解放出来,从繁重的体力劳动中解放出来,让机械代替劳力,电脑代替人脑,让劳动生产率,土地产出率,资源利用率得到提高,让人们的生活更美好。未来农业必然会走向智能化、自动化、装备化、设施化,这是我们追求的理想。但这个过程可能需要好几十年,到我退休还有二十年,在这期间可以为农业、为农民、为农村做一些实事。”这位来自黄土地的科学家,正在锲而不舍的用自己的方式,回报着养育他的祖国大地。

参考文献:

【1】施娟、王伟健 .“物联网”里养螃蟹(走基层转作风改文风?一线见闻)[EB].人民网-人民日报,2011.09.09

【2】李道亮.农业4.0引领我国乡村振兴[EB].央视网,2018.01.16

【3】李道亮.“顶天立地”做科研,既在世界发声,又在产业发力[EB].搜狐网科学家在线栏目,2017.11.28

【4】李道亮.和他的互联网+养鱼[EB].搜狐网蝌蚪五线谱栏目,2018.03.08

【5】yuri.农大教授李道亮:说透“互联网 + 农业”[EB].搜狐网,财经综合报道,2015.10.26

论文作者:王亮

论文发表刊物:《科学与技术》2019年第19期

论文发表时间:2020/3/16

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