无人机、机器人派上用场 农业黑科技成青年创业新风口
来源:科技日报
发布时间: 2020-05-12
安徽是农业大省，去年全省粮食总产逾405亿公斤，目前在田小麦约4300万亩。近年来，农业大户、合作社纷纷用上了植保无人机、农药喷洒机器人等“黑科技”，农业生产技术、设备不断升级，为农业转型发展提供了先决条件。农业高科技实际应用效果如何，技术推广需要什么样的政策扶持，人才培养如何适应现实需求？带着这些问题，近日，中青报·中青网记者前往安徽省粮食主产区进行了深度调查。
“5年前的梦，今天终于得以实现，无人机可真是个好帮手啊！”正值春耕时节，安徽省宿州市精松农机服务合作社理事长刘睿心情大好，一方面因为小麦长势喜人，另一方面因为工作效率大大提高了。
他的“好帮手”是刚购置的一台大疆T20农业植保无人机。在今年的小麦病害防治、鱼塘药剂喷洒中，这架无人机派上了大用场。
“这几天在喷预防小麦赤霉病的药剂，一天喷洒600-800亩不是问题。这要在过去，三五天都搞不定。”刘睿告诉记者。
安徽是农业大省，去年全省粮食总产逾405亿公斤，目前在田小麦约4300万亩。近年来，农业大户、合作社纷纷用上了植保无人机、农药喷洒机器人等“黑科技”，农业生产技术、设备不断升级，为农业转型发展提供了先决条件。农业高科技实际应用效果如何，技术推广需要什么样的政策扶持，人才培养如何适应现实需求？带着这些问题，近日，中青报·中青网记者前往安徽省粮食主产区进行了深度调查。
当无人机“遇上”传统农业
农药喷洒是农作物种植过程中的重要环节。早些年，都是用电动喷雾机器人工喷药，后来改用喷杆机器打药，但“人走在田里容易踩麦，机器也容易压麦，人也有中毒风险”，刘睿他们很为这事发愁。
2015年起，刘睿尝试使用无人机播种，但当时无人机飞控系统不完善，对操作者专业程度要求高。现在，无人机可以自动化导航，播种路径左右偏差在2.5厘米以内，减少了重播、漏播情况，工作效率大大提高。
“设定好航线后，机器往返误差约在0.5米以内，飞一次20分钟，用来洒农药能保证不同速度下的药量均匀。”刘睿介绍，使用无人机可以节省农药，正好符合国家降低农药用量的要求。
“据我所知，宿州市内农业合作社共使用无人机约200台。随着控制系统更加高精度、智能化，无人机技术将有更广阔的应用空间。”他补充道。
与此同时，在安徽阜阳市和淮南市小麦统防统治作业现场，安徽七曜航空技术有限公司自主研发的插拔式植保无人机正在投入紧张的“战斗”。
公司负责人王亚迪给记者算了一笔账：与人工喷药相比，每架植保无人机工作效率相当于60个劳动力，并可节省30%的农药和90%的水资源，还具有便捷高效、环境条件适应性广等多种优势。
据了解，2004年起，我国开始研究和推广植保无人机，进行产业化探索。近年来，随着无人机设备功能、技术、系统升级，植保无人机逐渐普及。有数据显示，我国工业无人机应用场景较多元且广阔，但应用最多的领域就是农业植保，应用占比达42%。
青年创业者终于等来了风口
植保无人机火了起来，围绕产业链生产、研发的创业者终于“熬出了头”。
“最近，我们还与阜阳、淮南等地的政府部门合作，为农户提供免费无人机业务培训。这样的合作越来越多，创业终于迎来风口。”26岁的王亚迪至今难忘，3年前刚创业时，他到处寻找客户，两年前才有了第一批业务，去年，业务逐渐增多，很多农户甚至主动要求购买无人机。
“我们的插拔式植保无人机可随时更换易损件和配件，技术熟练的工人，10分钟就完成更换，避免因返厂维修浪费时间，一天服务范围超过500亩。”王亚迪毕业于南昌航空大学，在校期间就瞄准了无人机市场，毕业后回乡创业，产品推广和销售一度“遇冷”。“熬了3年多，现在公司业务范围终于扩展到摄影测量、水利监测、农林植保等领域”。
淮北市濉溪县淮匠机械设备有限责任公司总经理丁言虎也是感同身受。他先前在一家矿山企业做机械技术员，2017年，选择无人机作为创业项目，生产、研发、组装无人机，并参加了淮北市青年创业大赛。
当时，丁言虎就在田间地头人多的地方“摆摊”，但是看演示的人多，来咨询有意向购买的人少。丁言虎清楚地记得他的第一桶金。那次，一位农民提议划出一小部分地，用无人机喷药试试效果。结果，那片地的小麦长势喜人，产量也增加了，第一台无人机就这样卖出去了。这让丁言虎信心大增，也让他坚定了自己的创业之路。
“2017到2018年间，无人机技术快速发展，从手动操作到实现全自主飞行，我们趁势做起农业植保无人机销售、售后服务，给农业大户提供农药喷洒服务。”
最近赶上赤霉病防治，作业强度大，他的团队往往是连轴转——深夜维修、保养飞机，白天还要对农户进行无人机培训，并提供飞机试飞。
采访过程中，很多从事植保无人机项目的创业者都表示，除了自身坚持不懈地研发和推广，国家相关部门近年来给予的政策支持，也为无人机推广提供了坚实的后盾。
2017年开始，农业农村部等部门扩大植保无人机等农机新产品的购机补贴力度，补贴对象为农民(农机)专业合作社、植保作业组织等从事植保作业的农业生产经营组织。安徽省农委对载药量在10L-15L间的电动多旋翼植保无人机补贴1.6万元，15L及以上的补贴两万元。
目前，丁言虎的公司拥有15架植保无人机，在当地建起了无人机业务合作联盟，通过平台，和无人机企业、农业大户实现资源共享，业务范围甚至拓展到千里之外的新疆。
在丁言虎看来，未来要立足当地农业发展实情，成立、打造综合性的植保服务中心，完善培训、售后体系，给农民提供网格化、精细化、科学化的服务，助力植保无人机产业发展与推广。
要想“飞得”更高，还要突破哪些瓶颈
农业“黑科技”装备旨在实现大规模的田间统一作业，但是我国土地分散经营的状况以及复杂的地形，无疑会影响其工作效率，这是摆在创业者面前的现实痛点。
“各个地区地貌地形各有特色，有的地块毗邻村庄，有的地方障碍物多。目前市面上无人机载药量约20公斤，单次可以飞20亩，如果麦田较为分散，就需要无人机有更先进的雷达避障系统和电池技术，以提高续航时间。”丁言虎分析。
安徽天路航空科技股份有限公司董事长门振宇及其团队深耕无人机研发领域15年。在他看来，目前，植保无人机喷药，一般需要一人操控，一到两人配合加水、加药。无人机单机实际作业量和效率有限，在1000亩以内的小范围农田作业没问题，在上万亩集约化农场就会“力不从心”，除非多架飞机同时作业，但这样成本高，也会存在飞行风险。
“现在普及使用低残留农药，这就要求快速喷洒，不能耽搁时间。因此，迫切需要提高无人机单机作业效率和载药体量，突破技术瓶颈。”他认为，提高无人机自动化、视觉避障、雷达避障等系统的技术性能，以及在复杂环境下的飞行技能，这将是未来行业发展的突破点和飞跃点。
解决行业的痛点，离不开全社会的集体“发力”。安徽农业大学工学院院长曹成茂教授指出，未来用户对农业科技产品的需求不再仅仅停留在“能用”的层面，而是向着“好用、实用、智能、舒适”等方向快速升级，用户对品牌、一体化解决方案、企业资质、购买价格会更关注。但眼下，还存在农业人工智能机器研发不成熟，农村网络基础设施薄弱等问题。
曹成茂表示，随着人工智能和物联网等新技术在农业领域应用与发展，从作物的选种、耕种、监控，到土壤管理、病虫害防治、收割等环节将全部披上“科技武装”。这需要有关部门从基础设施、技术供给、产业需求等多方入手，全面促进人工智能与农业领域的深度融合。
农业“黑科技”成为青年创业“热点”
目前我国主要农作物耕种收的机械化水平超过70%，农业技术发展呈现自动化与智能化趋势，应用领域也越来越广，如无人驾驶的耕种收机械、植保机械、粮食干燥机械等，这为青年创业者提供了“广阔天地”。很多“黑科技”一旦应用在农业场景，立马变得更接“地气”。
正是看到了无人机当前存在的技术瓶颈，安徽农业大学2016级学生方寒月将创业的方向从“天上”转到“地上”。“相比于无人机作业，机器人常规药箱满载药液可至50公斤，单块锂电池续航长达4小时，且操作简单，施药喷头利用全新设计的压电喷射技术，有效解决农药雾化不均、效果差等问题。”方寒月说。
经过两年多的不懈坚持，方寒月研发的第二代机器人在界首市天润发农场投放运行。近日，方寒月所在创业团队的成果——基于压电驱动精准施药的果园自主植保机器人终于试运行。通过团队自行设计的GPS位置采集装置，对果园区域范围内轮廓关键点、起始点和终点位置信息进行标记,并输入果园垄间范围。随后，GPS导航控制系统进行路径规划，配合图像识别、推杆、压电喷头组成的施药系统，机器人施药工作完全自动化。
“最初研发时，时间紧迫、资金短缺，我们几度想要放弃。”方寒月回忆。第一代机器人在山地丘陵环境下应用时发现，底盘的适应能力不足，为改进底盘，小伙伴们顶着烈日、忍着蚊虫叮咬，在农场内调研数据，“现在看来，这一切都是值得的”。
未来，他们将在导师带领下进行多梯度的产品层次设计，将无人化植保作业系统、人工控制植保作业系统、精准施药系统进行不同程度升级和组合。
像方寒月一样，越来越多的青年创业者开始聚焦农业领域。安徽农业大学团委创新创业指导教师张璐专门对该校大学生涉农创业项目进行梳理后发现，“近5年来，为农业生产注入科技元素的项目成为创业热点，比如培育新品种、繁育新模式、研发新材料等。这说明越来越多的教师、科研人员及有想法的大学生都尝试用更科学的方法来服务、助力甚至颠覆传统农业生产方式。”
曹成茂教授同样也观察到了这一变化。“农业科技市场，机遇与挑战并存，虽然存在企业原始创新乏力、自主研发能力薄弱等问题，但这也是行业资源整合、飞跃发展的好时机。”曹成茂建议，相关部门要完善科技创新体制机制建设，构建以大专院校为主的知识创新体系，以研究院所和企业为主的技术创新体系，以农机科技服务部门、中介机构和农机大户为主的成果转化与科技服务体系，以质检部门和企业为主的产品质量与技术标准体系，进一步激活人才资源，实现技术融合、创新。（记者 王海涵 王磊）
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