“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行。”帶著陸游的這句箴言，八月，夏日炎炎，蘭州理工大學(xué)自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院的鄉(xiāng)村振興促進(jìn)團(tuán)的紅柳學(xué)子們，懷揣著“把論文寫在田野上”的夢(mèng)想，奔赴湖北省宜昌市枝江市江會(huì)寺村，展開為期三天的“科技興農(nóng) 慧眼識(shí)疾——YOLOv11算法在農(nóng)業(yè)病蟲害檢測(cè)中的實(shí)踐”暑期三下鄉(xiāng)活動(dòng)。團(tuán)隊(duì)成員們把實(shí)驗(yàn)室的邊緣計(jì)算盒搬到地壟旁，把課堂里的YOLOv11算法播撒在田地上，用一行行代碼與一株株莊稼對(duì)話，只為回答農(nóng)民伯伯最樸素的那句提問——“這莊稼到底害了啥病？”
“ 踏遍青山人未老，風(fēng)景這邊獨(dú)好！”誠然，親近大自然的感覺真好！這里有楊萬里筆下的“接天蓮葉無窮碧綠，映日荷花別樣紅！”也有《梁祝》中描摹的“碧草青青花盛開，彩蝶雙雙久徘徊。”田園風(fēng)光真美啊！走在鄉(xiāng)間的小路上大家都不約而同地說著。最開始團(tuán)隊(duì)成員還沉浸在愜意之中，但是不一會(huì)兒，就回歸現(xiàn)實(shí)。正應(yīng)驗(yàn)了“足蒸暑土氣，背灼炎天光”抑或是“永日不可暮，炎蒸毒我腸。”不一會(huì)兒，大伙兒已是大汗淋漓。盡管驕陽似火，也比不過團(tuán)隊(duì)成員們火熱的心，阻擋不了他們十足的干勁。
在田間地頭，團(tuán)隊(duì)成員們與農(nóng)民伯伯們交流著，總能聽到“這是什么植物？”“那是什么莊稼？”在這些字句中，略顯書生們的青澀，他們對(duì)真正意義上的農(nóng)業(yè)不了解，農(nóng)民伯伯們耐心地教他們辨認(rèn)。知識(shí)青年們雖四體不勤，五谷不分，但是在農(nóng)民伯伯的幫助下還是快速地完成了數(shù)據(jù)的采集工作。
圖為隊(duì)員們?cè)谌缁鹑巛钡夭杉掌曨l流等數(shù)據(jù)。 周有紅 供圖
團(tuán)隊(duì)成員們把采集到的大量數(shù)據(jù)認(rèn)真整理匯總，并且上網(wǎng)查閱各種病蟲害的詳細(xì)資料，也像農(nóng)民伯伯們請(qǐng)教相關(guān)農(nóng)業(yè)知識(shí)。將各種病蟲害分門別類，制作成標(biāo)簽。借助 X-AnyLabeling 軟件，同學(xué)們對(duì)圖片進(jìn)行矩形、多邊形雙標(biāo)注。鼠標(biāo)輕輕一圈，葉斑病、炭疽病、霜霉病等疾病被賦予不同顏色。然后按照訓(xùn)練集：驗(yàn)證集：測(cè)試集=8：1：1的比例，制成數(shù)據(jù)集以供訓(xùn)練。
圖為制作的各種癥狀的數(shù)據(jù)集。 趙旭康 供圖
圖為紅柳學(xué)子們標(biāo)注的數(shù)據(jù)集（節(jié)選）。閆牧華 供圖
然而運(yùn)用開源的yolov11算法監(jiān)測(cè)病蟲害的效果并不好，置信度總是上不去，還有誤識(shí)別的可能。怎么辦？正當(dāng)隊(duì)員們束手無策之時(shí)，隊(duì)長(zhǎng)提出“看來要更改注意力機(jī)制模塊”。怎么改？這句聽起來容易，做起來難。隨后，團(tuán)隊(duì)的骨干成員在“根據(jù)地”中激烈地討論了起來。
圖為原有的yolov11算法原理圖。 趙旭康 供圖
圖為小隊(duì)骨干成員正在討論如何改進(jìn)算法，更改注意力機(jī)制。 史蕾蕾 供圖
投喂了之前制作的數(shù)據(jù)集，團(tuán)隊(duì)成員們訓(xùn)練了模型，接著把模型輕量化部署在邊緣計(jì)算盒上。迫不及待地拿出屋外，小試牛刀。農(nóng)民伯伯手持著設(shè)備，將攝像頭對(duì)準(zhǔn)農(nóng)作物收集視頻流，隊(duì)長(zhǎng)緊隨其后，緊緊盯著電腦屏幕上的終端輸出。該模型效果較好，有著較高地置信度，見下圖。農(nóng)民伯伯們聽到隊(duì)長(zhǎng)給出的結(jié)論，紛紛給團(tuán)隊(duì)成員們豎起大拇指，稱贊說：“看來這個(gè)盒子真比人眼看的準(zhǔn)。”
圖為隊(duì)長(zhǎng)和農(nóng)民伯伯一起驗(yàn)證輕量化模型。 郝朝昱 供圖
圖為終端輸出的驗(yàn)證效果圖（節(jié)選）。 周旭德 供圖
圖為團(tuán)隊(duì)成員們與莊稼人的合影。 閆牧華 供圖
最后，實(shí)踐團(tuán)將人工智能算法帶入校園，通過講座的方式為同學(xué)們拓寬關(guān)于機(jī)器人，人工智能方面的前沿知識(shí)，旨在為未來的科技創(chuàng)新打下基礎(chǔ)，也為地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展貢獻(xiàn)了更多青年力量。
圖為隊(duì)長(zhǎng)在給孩子們普及人工智能知識(shí)。 郝朝昱 供圖
黨的二十大擘畫了以中國式現(xiàn)代化全面推進(jìn)中華民族偉大復(fù)興的宏偉藍(lán)圖，全面建設(shè)社會(huì)主義現(xiàn)代化國家，最艱巨最繁重的任務(wù)仍然在農(nóng)村。為全面貫徹落實(shí)黨的二十大精神，深入貫徹落實(shí)習(xí)近平總書記關(guān)于“三農(nóng)”工作的重要論述，實(shí)踐團(tuán)成員們?cè)卩l(xiāng)村振興的道路上，結(jié)合自身的專業(yè)優(yōu)勢(shì)，積極給予力所能及的支持和幫助。
此次實(shí)踐，讓成員對(duì)“知者行之始，行者知之成”這句名言有了更深的體悟。在田地上，我們利用yolo技術(shù)幫助農(nóng)民伯伯精準(zhǔn)地識(shí)別疾病，在校園里，我們又將人工智能的種子播撒到同學(xué)們的心田里。返校后，實(shí)踐團(tuán)將繼續(xù)學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)幫助科技興農(nóng)。力爭(zhēng)讓算法繼續(xù)在地頭生長(zhǎng)，讓青春繼續(xù)在鄉(xiāng)土閃光，此次實(shí)踐是，蘭州理工大學(xué)自電學(xué)院的學(xué)子們交出的答卷，也是我們向土地、向時(shí)代立下的新誓言！
