Top 5 Best Agricultural Drone 2019 - World Amazing Modern Agriculture
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浙江麗水一棵逾百年樹齡的古樟樹突然遭遇了蟲害，樹上掛滿了一些，連當地農民都叫不上名字的蛾類毛毛蟲。若不立刻採取行動，幾天以內，這棵政府重點保護古樹就會被蠶食殆盡。
30 多米的樹高，讓噴藥器、灑藥車、人工爬樹打藥都無法實現，消防車和升降機又開不進田間的狹窄泥路。一籌莫展之際，大家想起了縣里有一個用無人機，給農作物打藥的農民张江旭。
▲古樟树 | 图虫创意
张江旭也沒見過這樣的場景。無人機可以飛到灑藥車和人，都達不到的高度，但是站在地面的操作者，卻無法看到噴灑的狀況。
於是，张江旭操縱起載著藥壺的無人機時，更高處還懸停著一架航拍用的無人機，由他的小兒子操作。兒子像一雙高處的眼睛，透過即時的圖像傳輸，從高處幫父親 「監視」 著樹頂，和地面的一切。
「向左，向右，飛高一點」，父子二人配合嫻熟，大約一小時後，大量毛蟲的屍體掉落在地上，古樟樹得救了。
▲航拍無人機鏡頭下的植保無人機 | 张江旭供圖
無人機在 2015 年前後進入農業應用領域。在這一波浪潮的推動下，一些從小生活在城裡的，和從農村考學出來的年輕人，在長輩們不解的目光中，投入了農業科技領域的工作；一些一輩子都在種地的農民，發現原來的務農方式，被徹底地改變了；還有些農民變成了創業者，走上了完全不同的人生軌跡。
特別好，但也遠遠不夠好
54 歲那年，浙江麗水的農民张江旭，成了一名植保無人機飛手，和小兒子一起，組成了無人機行業常見的二人團隊：一個飛手，一個地勤。父子倆不時輪換。
飛手主要負責操控無人機，是個需要時刻保持，高度專注和警覺的工作。由於浙江南部的農田，大多分布在地勢起伏的丘陵上，加上農戶的承包田面積普遍較小，兩邊擠滿了別人家或者其他種類的作物，不能施同種藥物，也不可能規劃好航線自動作業，飛手只能依靠經驗手動操作，時時調整無人機的高度和速率。
而地勤則需要片刻不停地，兼顧一大攤瑣碎的事情：灌裝藥壺、更換電池、給替換下來的電池充電、在地面監視器上檢測飛機的各種狀態等。
每個飛行架次大約持續 10 分鐘，能打 5 畝地，降落後的 10 分鐘內飛手和地勤配合，能夠完成換藥和更換電池。
▲作業現場 | 张江旭供圖
在 5 月到 8 月底的打藥季節，由於當地飛手緊缺，農戶們需要平均提前三天，打電話跟张江旭約好時間。父子倆一天滿打滿算地工作，差不多能打 150 畝地。
而人工打藥的時代，一個勞動力，即便在最好的天氣條件下高效作業，一天最多能打 10 畝地。
以往鬧病蟲害的時候，當地常見的毛蟲可以在一天之內，讓幾戶人家嬌貴的茶葉等經濟作物折損殆盡，很可能十幾萬的前期投入，全部付諸流水。
而這 15 倍的效率提升，為數不清的農戶避免了一年勞而無獲，甚至賠本的損失，张江旭覺得 「特別好」。
▲被蟲啃食的作物，左划有驚喜（悚）的蟲屍 | 张江旭供圖
但是，张江旭也覺得，無人機在自己家鄉的發展狀況，「遠遠不夠好」。他加入了好幾個飛手交流的微信群，經常看到東北、山東和新疆的飛手們交流經驗，「他們能自動飛，一大片地，提前畫好航線，（飛手）就不用管了，特別快。好幾次看到他們黑龍江的，一天飛了 1000 畝。」
田間實驗室
张江旭羨慕的 「自動飛行」，指的是提前探測好地形、障礙物，在地面控制的軟體中畫好航線、定好飛行的高度、速度和噴灑速率，讓無人機自動執行噴灑作業的過程。
2018 年，大疆農業組的工程師，曾嘗試過一組 4 人 4 台機器的千畝作業挑戰，從地形探測到完成 1000 畝農田的噴灑作業，一共用時 3 小時 40 分鐘。
▲千畝農田作業測試 | 大疆农业供圖
為了達到這個效率，無人機行業內的工程師們，已經研發和迭代了多年。
阙仁文的團隊就是其中之一。他所在的深圳翔农團隊從 2015 年開始集中力量做農業應用。最開始團隊只有 10 個人，全部是研發人員；後來逐步擴大成了總共 100 多人的，多支獨立的隊伍，每隊有 2~3 個研發工程師，和 6~7 個飛手地勤人員，每隊帶著 3 台機器，常年在各地的田間工作。
和大多數人一樣，阙仁文在決定進入農業領域時，也覺得植保無人機 「就是個會飛的噴灑器」，憑著自己多年的航拍航測以及產品研發經驗，在一片亟待開發的廣闊市場中，必定大有作為。
但農業的實際場景，比他們想像中的複雜太多。
無人機的設計和生產本身，並不涉及到太多酷炫的高精尖黑科技，但真正實踐時，問題往往來得讓人措手不及。比如，在無人機領域中最基本的 「定高」 問題，就曾經給了阙仁文無數迎頭痛擊。
▲現場作業 | 深圳翔农供圖
定高，就是指無人機在飛行時，必須即時檢測自身飛行高度，並反饋給地面設備，它對於無人機的安全和作業的準確性十分重要。
在航拍航測時代，無人機的飛行高度都在百米之上，上下兩三米的高度差異，對航拍作業不會有太大影響。
深圳翔农最開始著手的作業場景，是南方小面積的種植地塊，和张江旭老家的場景一樣，靠手動完成，飛行的高度由飛手隨時控制，因此對定高並沒有特殊的要求。
不過，當作業場景變得多樣和複雜，尤其是開始嘗試中原地區大面積小麥的統一病蟲防治工作後，無人機的自動飛行，成了高效作業的基本要求，而自動飛行的必要條件，是保持飛行高度固定。
這時，原來飛行控制系統自帶的 GPS 和氣壓計，定高功能開始問題頻出：由於農業灑藥的場景飛行高度太低，GPS 定高功能的精度達不到要求；同時，螺旋槳產生的向下的風力，在地面產生向上的反向作用，會讓氣壓計失靈而產生誤判，其直接結果可能使無人機墜機，也可能由於高度過高而導致噴灑失效。
為瞭解決定高準確度的問題，工程師們給無人機上，安裝了當時性價比最高的紅外線定高裝置，無人機終於能夠在大片的麥田上自動作業了。
▲麥田噴灑作業 | 深圳翔农供圖
然而，在一次湖北蓮藕種植區的作業中，問題又來了。
作為經濟作物的蓮花一旦染病，接天蓮葉就變成了無處逃遁的赤壁樓船，而過密的荷葉使得船隻根本無法駛入，無人機施藥成了藕農們唯一的指望。
但是當阙仁文和隊友們在岸邊鋪好設備、操控起無人機後，卻發現由於定高失誤，無人機無法按照規劃好的航線飛行，有幾次甚至失控墜入水中。
工程師們逐一排查後發現，紅外線光波的穿透力較弱，易衰減，且會受到水面溫度的影響，導致其在有大片水面的作業場景下失靈。多次試驗後，工程師引入了穿透力更強、更穩定的毫米波雷達。幾經優化，無人機的自動飛行功能，得以適應更多的作物和作業場景了。
▲藕田作業難度極高 | pixabay
每換一個作業場景，新的問題都會不斷湧現。東北的稻田，新疆的棉花，河南的小麥，廣西的甘蔗和砂糖橘——隨處都是工程師們的戰場：他們一邊執行著噴灑作業，一邊解決著隨時爆發的問題，同時把常見的問題形成系統化的解決方案，更新迭代到下一代的產品中去。
蟲口奪糧
「農業植保大概是無人機行業，應用場景中最苦最累、最不賺錢的一個了」，一位無人機行業的老江湖這樣訴說。
2014 年前後，「無人機」「航拍」 等詞彙變得廣為人知，消費級無人機的市場，變得競爭異常激烈；行業內的玩家們，同時將目光聚焦在了農業植保，這個需求空間廣闊，卻又近乎空白的市場上。
但現實給了夢想家們無數暴擊：因為產品面向農民，價格絕不能高，利潤率天然就低；但是把產品打磨得簡單好用、適合文化水平不高的農民，成本又極大；由於農業作業季節太過集中，加上農藥霧氣的腐蝕，即便是價格一降再降，設備的損耗率都居高不下；而農業的作業時間和作業條件，又比其他場景更加艱苦和惡劣，農時不等人，在集中作業的時節，常常每天 3 個小時的睡眠都很奢侈……
幾年之後，絕大多數在無人機行業內，沈浮多年的老手們，都先後退出了這個領域，轉向了探礦、電力等利潤更高的行業應用。
▲作業前一天要充好所有電池 | 大伟供圖
阙仁文也無數次想過要放棄。他曾經每隔一段時間，就會在心裡質疑自己：我為什麼要帶著這幫兄弟做這個？
直到 2017 年的夏季。那一年，一直被稱為 「糧倉」 的吉林省，遭遇了幾十年罕見的玉米黏蟲大爆發。
阙仁文團隊的車隊剛剛開到抗蟲作業地的縣城，就立刻被捧著錢，焦灼等待的農民團團圍住：當時的黏蟲，一天時間就能讓一戶人家 100 多畝的玉米遭受滅頂之災，當年絕收。
駛進村落尚未到達田間，遠遠就能聽見黏蟲啃食葉片的沙沙聲；早有等不及的農民飛蛾撲火般地，背起藥罐衝進玉米地，但田裡的高溫和無法流通的空氣、加上蟲咬和農藥中毒，任何努力毫無意義。
▲玉米黏蟲 | 深圳翔农供圖
當時沿著吉林和黑龍江交接處的幾個縣，黏蟲爆發得突然而迅猛，很多獨立飛手團隊都聞訊趕來，闕仁文團隊也把購買了翔農的無人機的飛手們，遠的、近的，都發動到了現場進行抗蟲作業。
為了保證抗蟲進度，他們除了現場提供高效飛行方案，還調度了一隻維修隊伍，在現場專門為各種由於過度作業等原因，損壞和失靈的機器提供維修，修好了立刻再投入抗蟲作業中去。
經過半個月鏖戰，黏蟲終於得到了控制，當初急得跑到縣城去接飛手的農民們，大部分免遭了全年無收的災。
阙仁文說，自打吉林一戰之後，團隊裡很少有人再抱怨自己的辛苦不值得了。
田間 「飛客」
與阙仁文團隊一起奮戰在抗蟲現場的，還有來自黑龍江的大偉。那時的大偉剛剛通過飛行培訓考試 4 個月，跟幾個兄弟組建了一個植保飛行隊，聽說吉林正在鬧黏蟲，正好在吉林的親戚有需要，就開車奔赴現場。
夜以繼日忙了十幾天，幾個人曬黑了好幾個色號，但都鬥志昂揚，「太有成就感了，幫了那麼多人，還沒少賺錢！」
在大偉的老家，幾乎家家戶戶的責任田都有上百畝。大偉早早就購置了大型拖拉機、水稻收割機等大型農機，不僅自己幹活兒快，還能在農忙季節為別人提供服務賺錢。
唯獨打藥這件事情，一直讓他頭疼：「人工老貴了，還慢；我試了好幾種地面灑藥車，沒啥用，玉米地根本開不進去，白費錢，愁人。」
▲閒置很久的地面打藥車 | 张江旭供圖
2016 年末，偶爾從電視上，瞄到了對無人機打藥項目的介紹後，大偉立刻興奮了起來，只花了三四個月的時間，就完成了對無人機打藥的徹底調研、考下了飛行資格證，然後 「一點兒沒猶豫」 就跟朋友一起花了 30 多萬元購入 5 台機器，風風火火組織起了一支植保飛防隊伍。
老家和吉林的勝果，把整個團隊的士氣鼓舞起來，正值東北農閒，他們剛好看到飛手交流群裡，說新疆這個季節有棉花需要打蟲藥。哥兒幾個合計著，反正在家也是閒著，設備又已經買了，於是四個人帶了兩台機器，開車三天半，直接闖到了新疆。
大偉沒想到的是，棉花的作業方式，跟自己熟悉的小麥和玉米完全不同：棉花需要的灑藥量更大、對噴灑的均勻程度要求更高。這些都需要靠調節無人機的飛行速度，和噴灑速率等來實現，就像用數位相機拍照時，需要根據不同拍攝場景，找到最適合的參數一樣。
而其他在當地作業的飛手團隊們，大部分也都是來自天南地北，大家打過小麥水稻，但是都沒有大面積棉花的作業經驗。
▲棉花田噴灑作業 | pixabay
飛手們跟工程師們不一樣，不會計算複雜的方程式，只能靠彼此配合著一次次實踐調整，摸索著尋找飛行速率、噴灑下水量和載藥量之間數值的合理搭配。一旦試出高效的組合，也會立刻在飛手交流群裡分享，「大家都出門在外，彼此相互理解，啥都不會藏著掖著，特別團結」。
在新疆忙碌了一個月後，到了 11 月中旬時，一行人又根據飛行前輩的經驗，輾轉到了廣西和海南，打了 1 個多月的果樹，而後趕在年底前回家過年。
大偉自己形容，以前有陝北拿著鐮刀，到處收割賺錢的 「麥客」，而自己就是全國到處飛的 「飛客」，一邊掙錢還能一邊到處交朋友看世界，雖然勞頓辛苦，但好多人都羨慕死了自己的職業。
大偉的團隊現在有很多之前累積的固定客戶，他們每年都會分兩次外出進行候鳥式作業，一共八個人，分成四人或兩人的小組，每年每個人能比從前多出十幾萬的收入。
一直在路上
不過，即便是大偉這種行走四方的遊俠飛手，也很難幫到张江旭。
江南一帶的打藥季，本來時間上就和北方大部分地區重合，移動飛手們自然會選擇北方，能夠大面積作業的區域。大疆創新的公關總監谢阗地告訴小編，目前全國的農田只有不到 5% 的部分，使用了無人機作為植保工具，飛手的培養和供應速度，也遠遠趕不上實際的需求。
四年以來，张江旭從完全的飛行新手，變成了帶徒弟的師父，又晉級成了縣裡培訓班的教練。來來往往教了很多人，留下來的卻寥寥無幾：一屆 30 人的培訓班，考核通過後，真正下決心投入買設備的通常不到 5 人；他親手帶出來的徒弟，跟著自己幹了兩年終於技術熟練了，但最終選擇放棄，轉而外出打工，因為不用承擔風險，也沒有這麼辛勞。
张江旭對徒弟的選擇，既理解又無奈：設備成本和飛行難度，使得飛手這個行業，在自己家鄉的入行門檻天然就很高。
▲丘陵地區手動作業 | 张江旭供圖
而他本人，其實並不缺這部分收入：兩個兒子都有穩定而體面的工作，自己也一直是縣裡出名的育種高手，當初去學無人機，很大程度上是興趣使然，後來漸漸背上了一份責任感。
即便是飛無人機，從個人興趣的角度，张江旭也更喜歡飛本文開頭提到的古樟樹，這樣難度大有挑戰的作業。但是一個臨時的古樟樹作業，可能會打亂之後好幾天，原本跟農戶定好的農作物打藥計劃，「人家等了那麼多天，防蟲的時候每一分鐘都很重要」。张江旭迫切地希望，本地能出現更多的飛手，把他從這種更多出於責任感的奔波作業中解放出來。
▲杭州茶山手動飛行軌跡 | 张江旭供圖
大偉在海南和廣西打果樹也需要手動飛行，因為果樹的植株形態和種植地形使得作業高度不能被固定，因此無法自動作業。而手動飛行的難度和摔機風險都更大。
在黑龍江，一畝水稻的飛行服務費用只要 4 元；在新疆，一畝棉花地要 8~10 元；而到了海南，一畝果樹最便宜也要 30 元起。即便如此，大偉最喜歡的活兒，還是老家黑龍江的：「雖然價格低，但是效率高啊，所以其實更賺錢。啥時候果樹也能自動打就好了，但是我有點想像不出來該咋整。」
大偉想像不出來的畫面，其實已經在 「田間實驗室」 中被研究了。來自大疆農業的產品經理李兴龙告訴小編，他的團隊現在的努力方向，就是想透過人工智慧的技術，訓練出能夠在不同的作業場景下，自動生成高度可變的自動飛行方案的智慧系統。為了給團隊提供更多的訓練數據，李兴龙幾乎是隨時帶著一架航拍無人機，以便能夠隨時隨地拍攝新的地形和樹種。
▲適應場地高度變化的三維自動航線 | 李兴龙供圖
工程師們在田間實驗室研發的新技術和功能，有的成了新的產品，有的還在持續試驗，也有的被驗證失敗。而無論是工程師、產品經理，還是飛手們，都一直在路上。
感謝全華時代航天科技的技術總監田凱、大疆創新 PR 樊文泽、深圳翔农王麟凯、在行公關總監吴云飞對本文的幫助。
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