李道亮：敢教日月换新天

吴应清

“以前养鱼，农民可能凌晨4点就要醒来，到鱼塘投食、打氧，现在这些工作，农民躺在被窝里，点点手机就能完成。”这种区别于传统农民“靠天吃饭”、“唯经验论”、起早贪黑生产习惯的新型经营模式，正在国家数字渔业创新中心主任李道亮及其团队的努力下逐步实现。据李道亮介绍，在我国人口结构不断调整的大背景下，使用机器替代劳动力、填补从业者减少造成的空缺、为农业生产赋能，是中国农业现代化的必由之路。

从“偶然相遇”到“扎根一线”再到“精专研究”，李道亮在农业信息先进感知和智能处理的研究道路上走了20多年，攻坚克难、苦干实干，穿梭在实验室与田埂之间，他正以自己的方式推动中国农业生产面貌的改变。对他来说，这既是对国家极有价值的事，更是自己一生的追寻方向。

让“一人能养百吨鱼”成为可能

1998年，还在攻读博士学位的李道亮，偶然地参与到一项名为“鱼病诊断专家系统”的国家原“863”项目中。这一集合了各种鱼类疾病定名、病症、病因、防治方法等内容的专家系统，将原本研究农业机械化的李道亮正式引入水产智能化研究的领域中。

李道亮

到2004年，凝聚了李道亮6年研究心血的鱼病诊断专家系统正式投入使用。同年，参与欧盟项目的李道亮先后到访比利时、挪威、英国等国的农场。在这个过程中，他敏锐地发现：欧洲国家农业现代化程度很高，其软硬件一体化养殖已形成规模，由此带来的生产效率和经济效益极为显著。这也让他意识到，在推动中国农业现代化的过程中，仅靠软件是远远不够的，想要打造适应中国实际情况的嵌入式智能控制系统，养殖系统的硬件“缺口”必须补上。

在充分吸收国外先进经验的基础上，沿袭装备化—数字化—网络化—智能化的发展道路，李道亮打破了原本“只做一件事”的研究惯例，以传感器、生长模型、智能机器人及战略研究“四位一体”的思路，构建团队全面发展、助力智慧农业的新格局。“四位一体”简而言之就是要“看得到”“搞得清”“做得快”“走得动”。

“看得到”，其主要依托的对象是养殖水体中的传感器，具体可细分为监控养殖水体实际情况的环境传感器、监控鱼的各种行为的研究对象识别传感器，以及对装备工作状态进行监测、预警、控制甚至故障维修的监控装备工作状态传感器，可以对水体环境中的数据进行实时收集整理，为后续研究提供一手资料；

“搞得清”，即运用鱼、虾、蟹等水产的生长模型，着重研究算法，并与人工智能、深度学习紧密结合，研究并确定其在不同生长阶段所需的营养物质和环境参数，随后将研究成果运用到实际养殖中，通过“先模拟再优化”的方式，为养殖对象营造最佳的生长环境，以求在最短时间内实现最优的生长量和产量最大化；

“做得快”，即通过如投饵机、增氧机、循环水处理装备以及鱼的分拣、分级、捕获等智能装备机器人，在不同水体环境中，起到巡检真正的鱼类的生活状态并逐步替代人工的作用，为渔场无人化提供可能；

“走得动”，即积极参与到各项国家政策研究的活动中，由同时担任全国农业农村信息化专家咨询委员会副主任的李道亮亲自带头，战略组已连续牵头起草了3个农业农村部的农业农村信息化五年发展规划，制定了多项农业农村信息化行业标准，起草了多项国家农业信息化政策文件，并为计划的施行推广提供了许多可行性建议，不断优化和完善智慧农业的政策环境。

2019年，集合四个方向研究成果的“水产集约化养殖测控技术装备”为李道亮赢得了国家科学技术进步奖二等奖的荣誉。对于“打头阵”的传感器，李道亮综合考量了成本和精准程度，让传感器“有用”且保证普通养殖户“用得起”。同时重点实现投饵机和增氧机的数字化，通过设定最佳的开关增氧机和投饵时间，形成了针对不同品种的最优化养殖，为养殖户量身定做通过智能手机实现实时监测、远程调控的云养殖系统。这一项目，推动了从过去的经验养殖到数字化养殖的转变，在实现产量、养殖密度、经济效益的提高的同时使损耗、风险和劳动强度大幅降低。据评估，借由此项成果，仅螃蟹这一品类，其养殖密度可提高20%左右，用药量降低60%，每年可综合节约1500元/亩。经过多年的筹划和推广，目前这一项目产品已经遍布国内主要水产养殖省市，拥有9项参数的传感器产品更是出口到25个国家。从国内到国际，李道亮团队的成果，正在得到越来越多农民的认可。

在此基础上，李道亮进一步提出鱼菜共生的无人渔场概念，力求在远程化+数字化技术成熟的条件下，逐步实现无人化的作业方式。广东南沙正在建设的无人渔场示范基地，即是李道亮的“新战场”。在这个一期工程共计120亩的池塘里，李道亮要做的，是在没有任何人进入渔场的情况下，实现由设施、装备、机械、机器人完成从巡检、增氧、投饵、日常管理直至收获的全部作业流程。此外，要兼顾循环经济，同时做到“既养鱼又养菜”，并对生态环境进行有效把控，让两者都实现“无添加”式的有机生长。经初步估计，其养殖密度为100kg/m3，预计年产量为300吨鱼、180吨菜，仅鱼的产量即可达到传统养殖方法的10倍。与广州基地同期，江苏、河南、浙江等地也在同步开展该项工程，据李道亮介绍，未来5年，团队将会通过技术拓展和实践，把植物工厂、工厂化养鱼、循环水养鱼集成为系统高效的体系，为无人渔场真正的市场化全面推广奠定基础。

躬身一线打造人才优势

扎根农业研究数十年，“到一线去”已经成了李道亮工作的第一准则。“研究如果就坐在实验室里，其实根本无法掌握实际情况。不到一线，实验做得再好也不过是‘理论数据’。”研发过程中遇到的诸多困难，也证实了他的判断：“以传感器为例，因为池塘里有很多水生物，很容易形成生物附着。一旦传感器的头被藻类或者其他水生物糊死，就无法工作了。我们尝试过给传感器加上泵，用水来喷附着物，或者加上自动刷子清洗附着物，有时候螃蟹的螯还会弄坏传感器的膜，我们还要为传感器加装保护罩，才能让传感器长期稳定地工作。过去在实验中，我们并不会考虑设备避雷的问题。但在实际使用中，我们发现雷击能让传感器系统直接失灵，为此我们给传感器加装了避雷装置。在通信方面，水面对电磁波的干扰还是很严重的，所以无线传感网络的采集器到了水里，就会发现它的频率需要调整，否则通信完全无效……”类似的“事故”还有很多，这也促使李道亮做出了一个决定：将工作地点从学校里的实验室搬到现场，针对养殖方式、养殖模式、养殖品种的不同，为当地农户“就地解决”出现的各类实际问题。

团队合影

荣获2019年度国家科学技术进步奖二等奖

这一观念同样被他带到了团队建设和教学过程中。李道亮有个不成文的规定：想做他的学生，必须去农村学习实践半年，以加深对农业和农村的了解。先做人、再做事、最后做学问，这是李道亮一直以来的育人观点。他引导学生像孙悟空一样，善于借力提高自己，同时也要像郭靖一样，开放心态博采众长。在李道亮看来，学生的弹性是无比巨大的，只要教对方法、给出标准、指明道路，他自己去努力就可以提高。解决问题、处理问题的能力，是他最为看重的。在具体的技术层面，李道亮并不“步步紧逼”，而是指明方向并制定标准，做学生的引路者和把关人，并激励学生悦纳失败，通过磨炼和失败使自己成长。在这样的要求之下，越挫越勇的学生成绩斐然，频频发表颇具影响力的SCI论文，并研发出了很多有价值的智慧农业产品，其中部分产品已实现转化落地。李道亮说：“我自己算过，我距离退休还有15年。在15年之后，我能够培养200个学生。现在已经有学生取得不错的研究成绩，我相信等我退休的时候，会有更多的学生在教学和科研领域发挥光热。”

仅仅培养人才是远远不够的，李道亮下一步要做的，是打造一个类似航母战斗群的团队，将人才优势转化为推进现代渔业发展的强大推力。目前，由李道亮牵头，中国农业大学积极与地方政府展开合作，在广东、山东和江苏成立产业院，每年向各产业院输送30名研究生，并对产业院下辖公司的技术团队进行指导，构成规模化的专家导师队伍—研究生队伍—产业化队伍科研矩阵，同时大力引进国际化人才，通过产—学—研领域的有效配合，服务于地方经济和国家战略。据了解，目前山东烟台产业院已初具规模，并以海洋牧场为主战场，产出包括传感器、通信、浮标、水下机器人等在内的数字化海洋牧场产品，盈利可达千万级。后续建设的南京高淳产业院和广东南沙产业院，将会形成1个北京科研总部+3个产业院的模式，通过共享技术、人才、资源和国家视野创新中心的品牌，在未来5年实现长足发展。

基于丰富的人才培养经验，2020年8月，李道亮被正式任命为中国农业大学国际学院院长。甫一就职，长于“运筹帷幄”的李道亮就为国际学院制订了一份“十四五”发展规划，就提高办学层次、提升合作水平、完善培养体系等内容提出短期目标、近期目标和长期目标，围绕农学、农业工程学等中国农业大学特长专业继续深入合作，建立A5+A6国际顶尖高校联盟，着重培养国际化人才。李道亮说：“之前只是做学问，这次任命是学校给我的一个历练的机会。从数百人的科学大团队，到数千人的学院，我要做的事情还有很多。”

“我们的乡村未来可期”

先后入选教育部新世纪人才、科技部中青年科技领军人才、农业部杰出科研人才、中共中央组织部“万人计划”、教育部“长江学者”，同时也是全国创新争先奖、中国青年科技奖、全国优秀科技工作者、霍英东青年教师基金获得者，李道亮的研究成就极为亮眼。面对几乎“大满贯”的成绩，李道亮最直接的感受就是——功到自然成。这位博士毕业4年后即获正教授职务、扎根农业研究大半生的专家坚信，只要踏踏实实地奋斗，梦想就可以实现。

结合对发达国家农场的经营经验及自身的研究成果，李道亮形成了一套自己对中国农业的判断，并将其记录在“农业现代化三部曲”系列书籍中。在“三部曲”之一的《未来农场》一书中，他阐述了自己对中国农业未来数十年发展的思考，并对未来农场做出了描绘：从生产手段上来说，未来农场将会实现“四化”，即高度自动化、高度技术化、高度机械化、高度数字化，是包含生物技术、装备技术、信息技术、农艺结合的高度技术集成体；从经营方式来说，其显著特征是集约化、规模化、品牌化、标准化；从最终的结果来说，未来农场产生的效应必将符合生态化、历史化的进程，这将是中国未来农业、农场和农民的发展方向。

生于斯，长于斯，农家子弟李道亮更能理解农业改革的迫切性：“我国的劳动生产率太低了，差不多是发达国家水平的1/20，这种劳动现状不能忽视。”在他看来，自2018年开始大力实施的乡村振兴战略，究其根本是要实现产业振兴。在智慧农业领域，李道亮希望用自己的所学、所研、所想来引领行业发展，用自己的规划、战略、著作、技术和产品来解放人力，并为未来农民和农场如何构建这一重大问题提供解决方案，这样才算无愧于国家对自己的培养和信任。“侠之大者，为国为民。”这位年少时钟情武侠故事的科学家，仍奋斗在践行初心的道路上，奋力谱写中国智慧农业的新篇章。