4月26日，在河南省平頂山市寶豐縣鬧店鎮(zhèn)周營村的麥田，植保無人機(jī)在麥田作業(yè)。當(dāng)前正值麥田病蟲害防治關(guān)鍵期，寶豐縣組織農(nóng)業(yè)技術(shù)員來到田間，指導(dǎo)和幫助農(nóng)民開展小麥病蟲害防治工作，加強(qiáng)小麥田間管理。何五昌/攝（新華社發(fā)）
“5年前的夢，今天終于得以實(shí)現(xiàn)，無人機(jī)可真是個好幫手啊！”正值春耕時節(jié)，安徽省宿州市精松農(nóng)機(jī)服務(wù)合作社理事長劉睿心情大好，一方面因?yàn)樾←滈L勢喜人，另一方面因?yàn)楣ぷ餍蚀蟠筇岣吡恕?/p>
他的“好幫手”是剛購置的一臺大疆T20農(nóng)業(yè)植保無人機(jī)。在今年的小麥病害防治、魚塘藥劑噴灑中，這架無人機(jī)派上了大用場。
“這幾天在噴預(yù)防小麥赤霉病的藥劑，一天噴灑600-800畝不是問題。這要在過去，三五天都搞不定。”劉睿告訴記者。
安徽是農(nóng)業(yè)大省，去年全省糧食總產(chǎn)逾405億公斤，目前在田小麥約4300萬畝。近年來，農(nóng)業(yè)大戶、合作社紛紛用上了植保無人機(jī)、農(nóng)藥噴灑機(jī)器人等“黑科技”，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)、設(shè)備不斷升級，為農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展提供了先決條件。農(nóng)業(yè)高科技實(shí)際應(yīng)用效果如何，技術(shù)推廣需要什么樣的政策扶持，人才培養(yǎng)如何適應(yīng)現(xiàn)實(shí)需求？帶著這些問題，近日，中青報·中青網(wǎng)記者前往安徽省糧食主產(chǎn)區(qū)進(jìn)行了深度調(diào)查。
當(dāng)無人機(jī)“遇上”傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)
農(nóng)藥噴灑是農(nóng)作物種植過程中的重要環(huán)節(jié)。早些年，都是用電動噴霧機(jī)器人工噴藥，后來改用噴桿機(jī)器打藥，但“人走在田里容易踩麥，機(jī)器也容易壓麥，人也有中毒風(fēng)險”，劉睿他們很為這事發(fā)愁。
2015年起，劉睿嘗試使用無人機(jī)播種，但當(dāng)時無人機(jī)飛控系統(tǒng)不完善，對操作者專業(yè)程度要求高。現(xiàn)在，無人機(jī)可以自動化導(dǎo)航，播種路徑左右偏差在2.5厘米以內(nèi)，減少了重播、漏播情況，工作效率大大提高。
“設(shè)定好航線后，機(jī)器往返誤差約在0.5米以內(nèi)，飛一次20分鐘，用來灑農(nóng)藥能保證不同速度下的藥量均勻。”劉睿介紹，使用無人機(jī)可以節(jié)省農(nóng)藥，正好符合國家降低農(nóng)藥用量的要求。
“據(jù)我所知，宿州市內(nèi)農(nóng)業(yè)合作社共使用無人機(jī)約200臺。隨著控制系統(tǒng)更加高精度、智能化，無人機(jī)技術(shù)將有更廣闊的應(yīng)用空間。”他補(bǔ)充道。
與此同時，在安徽阜陽市和淮南市小麥統(tǒng)防統(tǒng)治作業(yè)現(xiàn)場，安徽七曜航空技術(shù)有限公司自主研發(fā)的插拔式植保無人機(jī)正在投入緊張的“戰(zhàn)斗”。
公司負(fù)責(zé)人王亞迪給記者算了一筆賬：與人工噴藥相比，每架植保無人機(jī)工作效率相當(dāng)于60個勞動力，并可節(jié)省30%的農(nóng)藥和90%的水資源，還具有便捷高效、環(huán)境條件適應(yīng)性廣等多種優(yōu)勢。
據(jù)了解，2004年起，我國開始研究和推廣植保無人機(jī)，進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化探索。近年來，隨著無人機(jī)設(shè)備功能、技術(shù)、系統(tǒng)升級，植保無人機(jī)逐漸普及。有數(shù)據(jù)顯示，我國工業(yè)無人機(jī)應(yīng)用場景較多元且廣闊，但應(yīng)用最多的領(lǐng)域就是農(nóng)業(yè)植保，應(yīng)用占比達(dá)42%。
青年創(chuàng)業(yè)者終于等來了風(fēng)口
植保無人機(jī)火了起來，圍繞產(chǎn)業(yè)鏈生產(chǎn)、研發(fā)的創(chuàng)業(yè)者終于“熬出了頭”。
“最近，我們還與阜陽、淮南等地的政府部門合作，為農(nóng)戶提供免費(fèi)無人機(jī)業(yè)務(wù)培訓(xùn)。這樣的合作越來越多，創(chuàng)業(yè)終于迎來風(fēng)口。”26歲的王亞迪至今難忘，3年前剛創(chuàng)業(yè)時，他到處尋找客戶，兩年前才有了第一批業(yè)務(wù)，去年，業(yè)務(wù)逐漸增多，很多農(nóng)戶甚至主動要求購買無人機(jī)。
“我們的插拔式植保無人機(jī)可隨時更換易損件和配件，技術(shù)熟練的工人，10分鐘就完成更換，避免因返廠維修浪費(fèi)時間，一天服務(wù)范圍超過500畝。”王亞迪畢業(yè)于南昌航空大學(xué)，在校期間就瞄準(zhǔn)了無人機(jī)市場，畢業(yè)后回鄉(xiāng)創(chuàng)業(yè)，產(chǎn)品推廣和銷售一度“遇冷”。“熬了3年多，現(xiàn)在公司業(yè)務(wù)范圍終于擴(kuò)展到攝影測量、水利監(jiān)測、農(nóng)林植保等領(lǐng)域”。
淮北市濉溪縣淮匠機(jī)械設(shè)備有限責(zé)任公司總經(jīng)理丁言虎也是感同身受。他先前在一家礦山企業(yè)做機(jī)械技術(shù)員，2017年，選擇無人機(jī)作為創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目，生產(chǎn)、研發(fā)、組裝無人機(jī)，并參加了淮北市青年創(chuàng)業(yè)大賽。
當(dāng)時，丁言虎就在田間地頭人多的地方“擺攤”，但是看演示的人多，來咨詢有意向購買的人少。丁言虎清楚地記得他的第一桶金。那次，一位農(nóng)民提議劃出一小部分地，用無人機(jī)噴藥試試效果。結(jié)果，那片地的小麥長勢喜人，產(chǎn)量也增加了，第一臺無人機(jī)就這樣賣出去了。這讓丁言虎信心大增，也讓他堅定了自己的創(chuàng)業(yè)之路。
“2017到2018年間，無人機(jī)技術(shù)快速發(fā)展，從手動操作到實(shí)現(xiàn)全自主飛行，我們趁勢做起農(nóng)業(yè)植保無人機(jī)銷售、售后服務(wù)，給農(nóng)業(yè)大戶提供農(nóng)藥噴灑服務(wù)。”
最近趕上赤霉病防治，作業(yè)強(qiáng)度大，他的團(tuán)隊往往是連軸轉(zhuǎn)——深夜維修、保養(yǎng)飛機(jī)，白天還要對農(nóng)戶進(jìn)行無人機(jī)培訓(xùn)，并提供飛機(jī)試飛。
采訪過程中，很多從事植保無人機(jī)項(xiàng)目的創(chuàng)業(yè)者都表示，除了自身堅持不懈地研發(fā)和推廣，國家相關(guān)部門近年來給予的政策支持，也為無人機(jī)推廣提供了堅實(shí)的后盾。
2017年開始，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部等部門擴(kuò)大植保無人機(jī)等農(nóng)機(jī)新產(chǎn)品的購機(jī)補(bǔ)貼力度，補(bǔ)貼對象為農(nóng)民(農(nóng)機(jī))專業(yè)合作社、植保作業(yè)組織等從事植保作業(yè)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營組織。安徽省農(nóng)委對載藥量在10L-15L間的電動多旋翼植保無人機(jī)補(bǔ)貼1.6萬元，15L及以上的補(bǔ)貼兩萬元。
目前，丁言虎的公司擁有15架植保無人機(jī)，在當(dāng)?shù)亟ㄆ鹆藷o人機(jī)業(yè)務(wù)合作聯(lián)盟，通過平臺，和無人機(jī)企業(yè)、農(nóng)業(yè)大戶實(shí)現(xiàn)資源共享，業(yè)務(wù)范圍甚至拓展到千里之外的新疆。
在丁言虎看來，未來要立足當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)發(fā)展實(shí)情，成立、打造綜合性的植保服務(wù)中心，完善培訓(xùn)、售后體系，給農(nóng)民提供網(wǎng)格化、精細(xì)化、科學(xué)化的服務(wù)，助力植保無人機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展與推廣。
要想“飛得”更高，還要突破哪些瓶頸
農(nóng)業(yè)“黑科技”裝備旨在實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的田間統(tǒng)一作業(yè)，但是我國土地分散經(jīng)營的狀況以及復(fù)雜的地形，無疑會影響其工作效率，這是擺在創(chuàng)業(yè)者面前的現(xiàn)實(shí)痛點(diǎn)。
“各個地區(qū)地貌地形各有特色，有的地塊毗鄰村莊，有的地方障礙物多。目前市面上無人機(jī)載藥量約20公斤，單次可以飛20畝，如果麥田較為分散，就需要無人機(jī)有更先進(jìn)的雷達(dá)避障系統(tǒng)和電池技術(shù)，以提高續(xù)航時間。”丁言虎分析。
安徽天路航空科技股份有限公司董事長門振宇及其團(tuán)隊深耕無人機(jī)研發(fā)領(lǐng)域15年。在他看來，目前，植保無人機(jī)噴藥，一般需要一人操控，一到兩人配合加水、加藥。無人機(jī)單機(jī)實(shí)際作業(yè)量和效率有限，在1000畝以內(nèi)的小范圍農(nóng)田作業(yè)沒問題，在上萬畝集約化農(nóng)場就會“力不從心”，除非多架飛機(jī)同時作業(yè)，但這樣成本高，也會存在飛行風(fēng)險。
“現(xiàn)在普及使用低殘留農(nóng)藥，這就要求快速噴灑，不能耽擱時間。因此，迫切需要提高無人機(jī)單機(jī)作業(yè)效率和載藥體量，突破技術(shù)瓶頸。”他認(rèn)為，提高無人機(jī)自動化、視覺避障、雷達(dá)避障等系統(tǒng)的技術(shù)性能，以及在復(fù)雜環(huán)境下的飛行技能，這將是未來行業(yè)發(fā)展的突破點(diǎn)和飛躍點(diǎn)。
解決行業(yè)的痛點(diǎn)，離不開全社會的集體“發(fā)力”。安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院院長曹成茂教授指出，未來用戶對農(nóng)業(yè)科技產(chǎn)品的需求不再僅僅停留在“能用”的層面，而是向著“好用、實(shí)用、智能、舒適”等方向快速升級，用戶對品牌、一體化解決方案、企業(yè)資質(zhì)、購買價格會更關(guān)注。但眼下，還存在農(nóng)業(yè)人工智能機(jī)器研發(fā)不成熟，農(nóng)村網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施薄弱等問題。
曹成茂表示，隨著人工智能和物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用與發(fā)展，從作物的選種、耕種、監(jiān)控，到土壤管理、病蟲害防治、收割等環(huán)節(jié)將全部披上“科技武裝”。這需要有關(guān)部門從基礎(chǔ)設(shè)施、技術(shù)供給、產(chǎn)業(yè)需求等多方入手，全面促進(jìn)人工智能與農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的深度融合。
農(nóng)業(yè)“黑科技”成為青年創(chuàng)業(yè)“熱點(diǎn)”
目前我國主要農(nóng)作物耕種收的機(jī)械化水平超過70%，農(nóng)業(yè)技術(shù)發(fā)展呈現(xiàn)自動化與智能化趨勢，應(yīng)用領(lǐng)域也越來越廣，如無人駕駛的耕種收機(jī)械、植保機(jī)械、糧食干燥機(jī)械等，這為青年創(chuàng)業(yè)者提供了“廣闊天地”。很多“黑科技”一旦應(yīng)用在農(nóng)業(yè)場景，立馬變得更接“地氣”。
正是看到了無人機(jī)當(dāng)前存在的技術(shù)瓶頸，安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)2016級學(xué)生方寒月將創(chuàng)業(yè)的方向從“天上”轉(zhuǎn)到“地上”。“相比于無人機(jī)作業(yè)，機(jī)器人常規(guī)藥箱滿載藥液可至50公斤，單塊鋰電池續(xù)航長達(dá)4小時，且操作簡單，施藥噴頭利用全新設(shè)計的壓電噴射技術(shù)，有效解決農(nóng)藥霧化不均、效果差等問題。”方寒月說。
經(jīng)過兩年多的不懈堅持，方寒月研發(fā)的第二代機(jī)器人在界首市天潤發(fā)農(nóng)場投放運(yùn)行。近日，方寒月所在創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊的成果——基于壓電驅(qū)動精準(zhǔn)施藥的果園自主植保機(jī)器人終于試運(yùn)行。通過團(tuán)隊自行設(shè)計的GPS位置采集裝置，對果園區(qū)域范圍內(nèi)輪廓關(guān)鍵點(diǎn)、起始點(diǎn)和終點(diǎn)位置信息進(jìn)行標(biāo)記,并輸入果園壟間范圍。隨后，GPS導(dǎo)航控制系統(tǒng)進(jìn)行路徑規(guī)劃，配合圖像識別、推桿、壓電噴頭組成的施藥系統(tǒng)，機(jī)器人施藥工作完全自動化。
“最初研發(fā)時，時間緊迫、資金短缺，我們幾度想要放棄。”方寒月回憶。第一代機(jī)器人在山地丘陵環(huán)境下應(yīng)用時發(fā)現(xiàn)，底盤的適應(yīng)能力不足，為改進(jìn)底盤，小伙伴們頂著烈日、忍著蚊蟲叮咬，在農(nóng)場內(nèi)調(diào)研數(shù)據(jù)，“現(xiàn)在看來，這一切都是值得的”。
未來，他們將在導(dǎo)師帶領(lǐng)下進(jìn)行多梯度的產(chǎn)品層次設(shè)計，將無人化植保作業(yè)系統(tǒng)、人工控制植保作業(yè)系統(tǒng)、精準(zhǔn)施藥系統(tǒng)進(jìn)行不同程度升級和組合。
像方寒月一樣，越來越多的青年創(chuàng)業(yè)者開始聚焦農(nóng)業(yè)領(lǐng)域。安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)團(tuán)委創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)指導(dǎo)教師張璐專門對該校大學(xué)生涉農(nóng)創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目進(jìn)行梳理后發(fā)現(xiàn)，“近5年來，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)注入科技元素的項(xiàng)目成為創(chuàng)業(yè)熱點(diǎn)，比如培育新品種、繁育新模式、研發(fā)新材料等。這說明越來越多的教師、科研人員及有想法的大學(xué)生都嘗試用更科學(xué)的方法來服務(wù)、助力甚至顛覆傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式。”
曹成茂教授同樣也觀察到了這一變化。“農(nóng)業(yè)科技市場，機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存，雖然存在企業(yè)原始創(chuàng)新乏力、自主研發(fā)能力薄弱等問題，但這也是行業(yè)資源整合、飛躍發(fā)展的好時機(jī)。”曹成茂建議，相關(guān)部門要完善科技創(chuàng)新體制機(jī)制建設(shè)，構(gòu)建以大專院校為主的知識創(chuàng)新體系，以研究院所和企業(yè)為主的技術(shù)創(chuàng)新體系，以農(nóng)機(jī)科技服務(wù)部門、中介機(jī)構(gòu)和農(nóng)機(jī)大戶為主的成果轉(zhuǎn)化與科技服務(wù)體系，以質(zhì)檢部門和企業(yè)為主的產(chǎn)品質(zhì)量與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，進(jìn)一步激活人才資源，實(shí)現(xiàn)技術(shù)融合、創(chuàng)新。
