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作者|二毛
在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)里,一顆草莓的命運(yùn),很多時(shí)候交給土地、天氣和種植經(jīng)驗(yàn)。但在上海奉賢的植物工廠里,這套秩序被改寫了。
所謂植物工廠,就是把作物放進(jìn)一個(gè)高度可控的室內(nèi)環(huán)境里,用LED燈、空調(diào)、水肥系統(tǒng)和智能傳感器等,重新安排它的生長條件。
看起來,農(nóng)業(yè)像是被搬進(jìn)了一個(gè)更精密的系統(tǒng)里,但隨之而來的問題并沒有變少。
它需要新的生長環(huán)境,也需要新的商業(yè)理由:為什么要用這么高的成本種一顆草莓?它要賣給誰?能不能穩(wěn)定供給?電費(fèi)、設(shè)備、人工和品質(zhì),最后能不能算得過賬?
第五屆多多農(nóng)研科技大賽真正考驗(yàn)的,正是這些問題。它不是讓團(tuán)隊(duì)講一個(gè)關(guān)于未來農(nóng)業(yè)的漂亮故事,而是把不同專業(yè)背景的人放進(jìn)同一個(gè)真實(shí)現(xiàn)場(chǎng):有人試圖把植物工廠賣到傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)條件種不出草莓的地方,有人帶著工業(yè)照明和系統(tǒng)集成能力下場(chǎng),重新為草莓造一套“人工陽光”。
而拼多多搭起的這場(chǎng)比賽,則把所有想象都放在同一張考卷上:產(chǎn)量、品質(zhì)、能耗和成本。
一顆草莓離開“土地”以后,它的商業(yè)化故事才真正開始。它不再只考驗(yàn)誰更懂農(nóng)業(yè),也不只考驗(yàn)誰的技術(shù)更先進(jìn),而是考驗(yàn)一套系統(tǒng)能不能持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。植物工廠的未來,也許就藏在這看似很小的50平方米實(shí)驗(yàn)室里。
01植物工廠種草莓為何值得研究
在四支決賽隊(duì)伍里,“擬生態(tài)”團(tuán)隊(duì)提供的不只是一個(gè)植物工廠方案,而是一個(gè)更現(xiàn)實(shí)的追問:植物工廠到底為什么非要存在?
如果普通大棚能種草莓,為什么要把草莓搬進(jìn)一間造價(jià)更貴的房子里?如果陽光本來免費(fèi),為什么還要花錢造光、控溫、供水、調(diào)營養(yǎng)?這套系統(tǒng)要成立,就不能只靠“技術(shù)進(jìn)步”來解釋,而要找到那些傳統(tǒng)方式難以覆蓋的場(chǎng)景。
在決賽啟動(dòng)儀式現(xiàn)場(chǎng),“擬生態(tài)”團(tuán)隊(duì)核心技術(shù)成員何朝輝做了解釋。
何朝輝是塔金麥(嘉興)智慧農(nóng)業(yè)有限責(zé)任公司的創(chuàng)始人。講起這支隊(duì)伍,他不像一個(gè)單純參加農(nóng)業(yè)科技比賽的選手,更像一個(gè)在農(nóng)業(yè)這條路上反復(fù)試過、又被現(xiàn)實(shí)不斷校正判斷的人。
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圖注:擬生態(tài)隊(duì)
這種校正,不是來自某一個(gè)突然出現(xiàn)的技術(shù)概念,而是來自幾個(gè)不同的現(xiàn)場(chǎng)。
在新西蘭,他和兒子第一次接觸到現(xiàn)代溫室和水培系統(tǒng);回到浙江桐鄉(xiāng),他們開始把這些經(jīng)驗(yàn)放進(jìn)國內(nèi)場(chǎng)景里試;到了新加坡,他們看到另一種市場(chǎng)反饋:有些地方并不缺消費(fèi)需求,缺的是在當(dāng)?shù)胤€(wěn)定生產(chǎn)的能力。
在上海奉賢,他們?cè)O(shè)計(jì)、建造了一座50平方米的植物工廠,把這些經(jīng)歷放進(jìn)了多多農(nóng)研科技大賽的賽場(chǎng)里。后來被他們稱為“擬生態(tài)”的方案,也是在這幾次轉(zhuǎn)向里慢慢長出來的。
按照何朝輝的說法,這不是簡單的水培。過去種植靠土,他們想改以水為載體,在水體里加入有益菌,讓系統(tǒng)內(nèi)部完成一部分分解和循環(huán)。所謂“擬生態(tài)”,擬的不是一個(gè)好聽的概念,而是自然里那套物質(zhì)循環(huán)和平衡關(guān)系。
這也決定了它不是一支單純的種植隊(duì)。團(tuán)隊(duì)亮相時(shí),何朝輝把擬生態(tài)團(tuán)隊(duì)稱為“科研浙江隊(duì)”和“產(chǎn)業(yè)實(shí)戰(zhàn)派”的結(jié)合,成員覆蓋育種、育苗、建造、種植、植保和國際商業(yè)落地等多個(gè)領(lǐng)域。不難看出,他們想交出的不只是一批草莓,而是一套可以被復(fù)制、被交付的生產(chǎn)系統(tǒng)。
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圖注:工人通過數(shù)字看板實(shí)時(shí)核對(duì)植物工廠的環(huán)境參數(shù)。陸云波攝
但何朝輝一開始并不看好植物工廠,原因很簡單:太貴了。
植物工廠的貴,不只在建設(shè)階段。真正拉長來看,能耗、設(shè)備維護(hù)、人工管理和作物損耗,才是決定這門生意能不能跑通的長期賬本。
何朝輝算過,在這50平方米里,真正用于種植的40平方米可以種下4600株草莓,LED燈是主要耗電項(xiàng),按照日工作12小時(shí)計(jì),日用電量達(dá)到373度。如果不計(jì)算光伏儲(chǔ)電抵消,電費(fèi)攤到每斤草莓上,比普通種植要多出大約10元。
這意味著,植物工廠不能隨便進(jìn)入普通農(nóng)業(yè)場(chǎng)景。它沒有必要和國內(nèi)大棚草莓進(jìn)行單價(jià)較量,也很難靠“更科技”三個(gè)字說服市場(chǎng)。要知道,對(duì)一門生意來說,前瞻性只是起點(diǎn),真正要回答的是:誰愿意為這套成本更高的系統(tǒng)付錢?
真正改變他判斷的,是另一類市場(chǎng)。
兩三年前,何朝輝曾到訪新加坡和中東,在那些地方,價(jià)格未必是最先卡住植物工廠商業(yè)化的問題,能不能穩(wěn)定種出來,才是更關(guān)鍵的難題。
草莓的生長需要花芽分化,這個(gè)階段需要經(jīng)歷一段特定的低溫環(huán)境,在新加坡以及中東一些高溫地區(qū),很難完全依靠自然條件穩(wěn)定完成這一過程。何朝輝說,他們把草莓拿過去,對(duì)方很興奮,因?yàn)椤八麄兡莻€(gè)地方種不出來”。
過去的解決辦法是進(jìn)口。但進(jìn)口有另一套問題:空運(yùn)時(shí)間、上架周期、品質(zhì)波動(dòng)、農(nóng)殘風(fēng)險(xiǎn),都很難完全掌控。何朝輝提到,他們?cè)褔鴥?nèi)草莓出口到新加坡,從空運(yùn)到上架,窗口大概只有三天。而三天之后,這顆草莓還能不能保持足夠好的狀態(tài),已經(jīng)不是種植端一個(gè)環(huán)節(jié)能夠決定的事。
植物工廠的意義,正是在這個(gè)縫隙里出現(xiàn)的——它不只是為了替代大棚,也不只是為了驗(yàn)證科技,而是把原本高度依賴產(chǎn)地、季節(jié)和運(yùn)輸條件的水果,變成一套可以在當(dāng)?shù)貜?fù)制的生產(chǎn)能力。
也就是說,它可以把草莓,帶到自然條件下種不出來的地方去。
對(duì)新加坡、卡塔爾、以色列這樣的市場(chǎng)來說,真正有吸引力的不是一個(gè)中國團(tuán)隊(duì)在遠(yuǎn)方種出了草莓,而是這套系統(tǒng)能不能把草莓穩(wěn)定地種在當(dāng)?shù)亍?/p>
去年,何朝輝團(tuán)隊(duì)曾受邀去卡塔爾一家農(nóng)場(chǎng),帶去了自己種的白草莓。對(duì)方看到后直接提出合作。回國后,他們做了一套集裝箱方案,設(shè)備也運(yùn)了過去,但最后因?yàn)橐恍I養(yǎng)液供給不到位,草莓最終沒有真正種起來。
這個(gè)小挫折,反而把農(nóng)業(yè)技術(shù)出海的現(xiàn)實(shí)說清楚了:植物工廠不是把設(shè)備裝進(jìn)“房子”里就結(jié)束了。品種、營養(yǎng)液、當(dāng)?shù)睾弦?guī)、后續(xù)運(yùn)維、現(xiàn)場(chǎng)管理,每一環(huán)都要跟上,系統(tǒng)才算真正交付。
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圖注:擬生態(tài)團(tuán)隊(duì)植物工廠。陸云波攝
類似的需求沒有消失。何朝輝提到,他們?cè)贑AC國際農(nóng)化展上接觸到不少海外客戶,包括以色列客戶,也在請(qǐng)他們?cè)O(shè)計(jì)2000平方米的植物工廠。對(duì)這些地區(qū)來說,植物工廠不是展示用的玻璃房子,而可能是一套本地化生產(chǎn)高品質(zhì)水果的解決方案。
從這個(gè)意義上說,擬生態(tài)團(tuán)隊(duì)回答了植物工廠的第一道題:它為什么可能成為一門生意。
但草莓被帶進(jìn)植物工廠,只是故事的開始。
02農(nóng)業(yè)并沒有消失
真正困難的地方,是誰來替它重新造出一套生長環(huán)境?
在大田里,很多東西是自然給的。陽光照下來,風(fēng)吹過去,晝夜有溫差,土壤和空氣共同完成一部分調(diào)節(jié)。到了植物工廠,這些都要被拆開,再由精密的系統(tǒng)重新補(bǔ)上:光來自LED燈具,溫度由空調(diào)調(diào)節(jié),水肥系統(tǒng)依托管路和傳感器運(yùn)作,連一片葉子的變化,也要被攝像頭、人工智能模型和人的經(jīng)驗(yàn)一起判斷。
歐普智莓團(tuán)隊(duì)的人員構(gòu)成,本身就很能說明問題。
這支9人團(tuán)隊(duì)里,4個(gè)人來自歐普照明,負(fù)責(zé)光配方、電氣系統(tǒng)和空調(diào);愛盛上海負(fù)責(zé)植物工廠建設(shè)和研究;上海人工智能研究院帶來軟件和AI能力;還有一位在上海金山種了近三十年草莓的老農(nóng)人,提供種植指導(dǎo)。
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圖注:歐普智莓團(tuán)隊(duì)隊(duì)長王萬海答辯。 陸云波攝
這些人湊在一起,剛好說明草莓進(jìn)廠之后的復(fù)雜性:它不再只是種植問題,也不只是設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)問題,而是要光、溫、水、氣、肥、算法和農(nóng)藝經(jīng)驗(yàn)協(xié)同作用。
歐普智莓團(tuán)隊(duì)最早帶著一種工業(yè)企業(yè)的自信進(jìn)場(chǎng)。
他們過去也看過多多農(nóng)研科技大賽,發(fā)現(xiàn)前幾屆里,各支隊(duì)伍都在反復(fù)提到同一個(gè)問題:植物工廠里最大的能耗來自燈。歐普智莓團(tuán)隊(duì)的判斷很直接:“別人做燈沒經(jīng)驗(yàn),我們有。”
這份自信不是憑空來的。作為國內(nèi)照明行業(yè)的頭部企業(yè),歐普熟悉的是把光拆成參數(shù),再做成穩(wěn)定、可控、可交付的系統(tǒng)。光譜、散熱、電源和能耗,都是它長期處理的問題。進(jìn)入植物工廠后,它自然先看見了自己最熟悉、也最耗能的那一部分——光。
也正因此,歐普智莓團(tuán)隊(duì)一開始的切口很明確:先把植物工廠里最耗電、也最接近自己能力邊界的那一部分拿下。
具體落到這次比賽里,歐普智莓團(tuán)隊(duì)做了四通道可調(diào)光譜燈具,又把400多盞燈具的電源集中到室外,結(jié)合水冷管道帶走熱量。團(tuán)隊(duì)希望借此實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)的光譜調(diào)控,也把燈具系統(tǒng)的能耗往下壓。
按照?qǐng)F(tuán)隊(duì)的說法,相比常規(guī)植物照明燈具系統(tǒng),這套方案能降低約10%的能耗。
但真正開始種草莓以后,問題很快變得沒有那么線性。
草莓不是被燈照著就會(huì)自動(dòng)長好的作物。它會(huì)用開花、坐果、葉色、果形和風(fēng)味,把系統(tǒng)里每一個(gè)細(xì)小偏差反饋出來。有些反饋可以被傳感器快速捕捉,有些則要靠長期種植經(jīng)驗(yàn)判斷。
所以植物工廠需要的不只是控制系統(tǒng),還需要一套更細(xì)的感知系統(tǒng):先看見草莓發(fā)生了什么,再判斷系統(tǒng)該怎么調(diào)。
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圖注:組內(nèi)成員利用植物光照分析儀采集關(guān)鍵數(shù)據(jù)。陸云波攝
歐普智莓團(tuán)隊(duì)在植物工廠里放了一套龍門架系統(tǒng),其中放置20倍光學(xué)相機(jī)和深度相機(jī)觀察草莓葉片的細(xì)節(jié)。人的肉眼看不到的一些小蟲子,鏡頭放大之后可以提前識(shí)別,模型也可以在此基礎(chǔ)上做預(yù)判。
只是,AI能幫人看得更細(xì)、給出調(diào)整建議,卻還不能替人做決斷——這也是種植老農(nóng)夏著瑜在隊(duì)伍里的意義。
夏著瑜知道草莓什么時(shí)候只是“看起來不對(duì)”,也知道有些問題不是系統(tǒng)報(bào)警以后才開始發(fā)生。葉色、花勢(shì)、果形這些細(xì)微變化,在系統(tǒng)里可能只是一個(gè)尚未觸發(fā)預(yù)警的信號(hào),但在老果農(nóng)眼里,已經(jīng)意味著草莓的生長狀態(tài)正在偏離。
這些來自植物本身的反饋,讓歐普智莓團(tuán)隊(duì)逐漸意識(shí)到:植物工廠不是把工業(yè)系統(tǒng)搬進(jìn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)場(chǎng)就夠了,系統(tǒng)也要反過來被草莓校準(zhǔn)。
歐普工程師后來的那句話,反而比任何技術(shù)參數(shù)都更有分量:“做燈容易,做草莓還是很難的,絕對(duì)得有愛才能把它做好。”
連病蟲害防治也是如此。
在歐普智莓團(tuán)隊(duì)的草莓葉片上,能看到一些木屑樣的附著物。那不是隨手撒上的雜物,而是一種植保方案:智利小水螨,也叫捕食螨。它的作用是“以蟲吃蟲”,當(dāng)這些水螨吃掉害蟲之后,如果環(huán)境里沒有害蟲,它自己也會(huì)慢慢餓死。它不是化學(xué)農(nóng)藥,而是一種生物防治病害方式。
這個(gè)細(xì)節(jié)很小,卻能說明植物工廠里的“安全”不是憑空出現(xiàn)的。草莓進(jìn)了,不等于病蟲害自動(dòng)消失,也不等于農(nóng)業(yè)種植的麻煩都被擋在門外,只是要用更精細(xì)、更安全的方式管理起來。
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圖注:歐普智莓團(tuán)隊(duì)工作人員正在采摘樣本果實(shí)。陸云波攝
植物工廠不是農(nóng)業(yè)的反面,而是農(nóng)業(yè)被重新組織升級(jí)之后的形態(tài)。它需要工業(yè)提供穩(wěn)定的底盤,也需要農(nóng)藝經(jīng)驗(yàn)告訴系統(tǒng)該往哪里調(diào)。歐普智莓團(tuán)隊(duì)真正證明的,不是“做燈的也能種草莓”,而是工業(yè)能力進(jìn)入農(nóng)業(yè)現(xiàn)場(chǎng)后,最終要接受草莓本身的檢驗(yàn):燈配得再精細(xì),系統(tǒng)跑得再穩(wěn)定,最后仍然要落到果子長得好不好、成本降不降得下來、品質(zhì)能不能穩(wěn)住
多多農(nóng)研科技大賽的價(jià)值,也正在這里。設(shè)備好不好,不由參數(shù)表完全決定,而要由植物結(jié)出的果子和市場(chǎng)的反饋共同驗(yàn)證。
03不是展臺(tái),是試驗(yàn)場(chǎng)
當(dāng)擬生態(tài)團(tuán)隊(duì)把植物工廠的想象推向海外市場(chǎng),歐普智莓團(tuán)隊(duì)把問題拉回農(nóng)業(yè)種植現(xiàn)場(chǎng),多多農(nóng)研科技大賽便有了扎根生長的土壤。
第五屆大賽以國產(chǎn)草莓為核心種植對(duì)象。四支決賽隊(duì)伍,要在各自設(shè)計(jì)落地的50平方米植物工廠里,完成一場(chǎng)關(guān)于“高產(chǎn)量、高品質(zhì)、低成本、低能耗”的比拼。
這不是一個(gè)只看展示效果的比賽。按照賽制,種植成果占最終評(píng)分的40%,設(shè)計(jì)與建設(shè)占30%,成本與能耗占25%,路演與文本總結(jié)只占5%。
這套評(píng)分機(jī)制的指向很清楚:路演只是很小的一部分,真正決定分?jǐn)?shù)的,是草莓最后長得怎么樣,品質(zhì)穩(wěn)不穩(wěn),成本和能耗能不能算得過來。
也就是說,拼多多搭的不是一個(gè)展臺(tái),而是一整套植物工廠方案落地的試驗(yàn)場(chǎng)。展臺(tái)固然可以放大技術(shù)最亮眼的一面,試驗(yàn)場(chǎng)才能讓技術(shù)與市場(chǎng)連接起來。
另外兩支隊(duì)伍的存在,也讓這個(gè)賽場(chǎng)更完整。
賽博農(nóng)人團(tuán)隊(duì)來自中國農(nóng)業(yè)大學(xué),背靠農(nóng)業(yè)農(nóng)村部設(shè)施農(nóng)業(yè)工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,是多多農(nóng)研科技大賽的“五朝元老”。他們一直的理念是“與植物對(duì)話”,聽起來像一句口號(hào),但落到植物工廠里,其實(shí)是把環(huán)境控制的邏輯反過來:不是人先設(shè)定一套參數(shù)再讓植物去適應(yīng),而是盡可能根據(jù)植物反饋去調(diào)整環(huán)境。
到了第五屆,賽博農(nóng)人團(tuán)隊(duì)把這套理念放進(jìn)AI模型、圖像采集和遠(yuǎn)程監(jiān)控里。
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圖注:植物工廠控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。陸云波攝
團(tuán)隊(duì)在北京,比賽場(chǎng)地在上海,他們可以隨時(shí)看后臺(tái)、看圖像、看模型,但真正進(jìn)入生產(chǎn)后,仍然會(huì)遇到很具體的問題:打老葉、疏花疏果、和現(xiàn)場(chǎng)工人溝通,這些動(dòng)作不是算法自己能完成的。技術(shù)越往前走,越會(huì)發(fā)現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)場(chǎng)仍然繞不開人。
莓立方團(tuán)隊(duì)則提供了另一個(gè)角度:植物工廠要成立,不只是要“可控”,還要足夠穩(wěn)定。
這支由上海交通大學(xué)領(lǐng)銜的隊(duì)伍,把重點(diǎn)放在環(huán)境穩(wěn)定和算法控制上。他們?cè)O(shè)計(jì)中央風(fēng)道,讓空氣更均勻地到達(dá)草莓周圍;用預(yù)測(cè)控制模型定期判斷環(huán)境變化,再調(diào)整空調(diào)、除濕機(jī)等設(shè)備的運(yùn)行策略;還訓(xùn)練草莓氮鉀AI診斷模型,希望通過手機(jī)圖像輔助判斷水肥和環(huán)控策略。
它回答的是更細(xì)的一道題:在植物工廠里,每一株草莓面對(duì)的環(huán)境能不能盡量一致。因?yàn)橹灰h(huán)境不穩(wěn)定,最后就會(huì)變成果形、風(fēng)味、產(chǎn)量和能耗的不穩(wěn)定。
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圖注:植物工廠頂部加裝大功率通風(fēng)系統(tǒng)。陸云波攝
四支隊(duì)伍的路徑不同,恰好讓這個(gè)賽場(chǎng)更像一個(gè)縮小版的植物工廠產(chǎn)業(yè)現(xiàn)場(chǎng):有人從市場(chǎng)出發(fā),有人從工業(yè)系統(tǒng)進(jìn)入,也有人從算法、環(huán)控和作物診斷切入。
這也是多多農(nóng)研科技大賽的價(jià)值:它讓不同技術(shù)路線不再停留在各自的敘事里,而是回到同一片草莓前接受檢驗(yàn)。
在農(nóng)業(yè)科創(chuàng)走向真正商業(yè)化的過程里,這樣的試錯(cuò)并不容易。
一季失敗,可能意味著一年的收入受損;一套設(shè)備跑不通,也可能意味著大筆投入打水漂。但在比賽里,失敗本身也能變成數(shù)據(jù):草莓長得不好,說明環(huán)境策略還要調(diào)整;能耗降不下來,說明系統(tǒng)效率還不夠;模型判斷偏了,說明算法還需要更多真實(shí)樣本。
拼多多真正投入的,不只是一個(gè)賽事,更是給了新技術(shù)、新模型、新農(nóng)人成長的時(shí)間和資源。
這也讓拼多多的位置發(fā)生了變化。
過去,它更像是農(nóng)產(chǎn)品上行的連接者,把小農(nóng)戶和大市場(chǎng)接在一起。但農(nóng)產(chǎn)品上行到更深一層,消費(fèi)者要更穩(wěn)定的品質(zhì)、更安全的產(chǎn)品、更可接受的價(jià)格,壓力最終都會(huì)傳導(dǎo)到供給端。
多多農(nóng)研科技大賽,就是拼多多向上游多走的一步。它不是替農(nóng)民種地,也不是替企業(yè)賣設(shè)備,而是把高校、企業(yè)、農(nóng)藝專家和工程團(tuán)隊(duì)放進(jìn)同一個(gè)真實(shí)場(chǎng)景里,讓新技術(shù)先被作物和成本檢驗(yàn)一遍。這里沒有哪一項(xiàng)技術(shù)可以單獨(dú)給出答案,所有能力都要共同開花、結(jié)果。
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圖注:莓立方團(tuán)隊(duì)隊(duì)長記錄試種植階段的草莓果徑。陸云波攝
這也是“基礎(chǔ)設(shè)施共建者”更具體的意思:不親自生產(chǎn),但把技術(shù)、企業(yè)和農(nóng)業(yè)現(xiàn)場(chǎng)組織到一起,讓新的供給方式先被驗(yàn)證一遍。2025年,拼多多還推出“千億扶持”計(jì)劃,在農(nóng)研領(lǐng)域加碼投入,多多農(nóng)研科技大賽就是其重要抓手之一。
答案還沒有寫完。50平方米的賽場(chǎng)里,草莓還在生長。每一顆果子長出來之前,所有判斷都只是方案;每一筆成本算清楚之前,所有先進(jìn)都還只是可能。植物工廠能不能成為一門生意,最終不由展臺(tái)決定,而要由其中結(jié)出的草莓來給出答案。
頭圖來源|AI制圖
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