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05-15 09:49

来自微信公众号果壳(ID:Guokr42),作者为樟脑玩,编辑为 odette,极速5分3D平台_分分彩自动挂机软件经授权发布。

浙江丽水一棵逾百年树龄的古樟树突然遭遇了虫害,树上挂满了一些连当地农民都叫不上名字的蛾类毛毛虫。若不立刻采取行动,几天以内,这棵国家重点保护古树就会被蚕食殆尽。

30 多米的树高,让喷药器、洒药车、人工爬树打药都无法实现,消防车和升降机又开不进田间的狭窄泥路。一筹莫展之际,大家想起了县里有一个用无人机给农作物打药的农民张江旭。

斜杠农民的日常:今天下田,明天上天丨深度

▲古樟树 | 图虫创意

张江旭也没见过这样的场景。无人机可以飞到洒药车和人都达不到的高度,但是站在地面的操作者却无法看到喷洒的状况。

于是,张江旭操纵起载着药壶的无人机时,更高处还悬停着一架航拍用的无人机,由他的小儿子操作。儿子像一双高处的眼睛,通过实时的图像传输,从高处帮父亲 “监视” 着树顶和地面的一切。

“向左,向右,飞高一点”,父子二人配合娴熟,大约一小时后,大量毛虫的尸体掉落在地上,古樟树得救了。

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▲航拍无人机镜头下的植保无人机 | 张江旭供图

无人机在 2015 年前后进入农业应用领域。在这一波浪潮的推动下,一些从小生活在城里的和从农村考学出来的年轻人,在长辈们不解的目光中投入了农业科技领域的工作;一些一辈子都在种地的农民,发现原来的务农方式被彻底地改变了;还有些农民变成了创业者,走上了完全不同的人生轨迹。

特别好,但也远远不够好

54 岁那年,浙江丽水的农民张江旭成了一名植保无人机飞手,和小儿子一起,组成了无人机行业常见的二人团队:一个飞手,一个地勤。父子俩不时轮换。

飞手主要负责操控无人机,是个需要时刻保持高度专注和警觉的工作。由于浙江南部的农田大多分布在地势起伏的丘陵上,加上农户的承包田面积普遍较小,两边挤满了别人家或者其他种类的作物,不能施同种药物,也不可能规划好航线自动作业,飞手只能依靠经验手动操作,时时调整无人机的高度和速率。

而地勤则需要片刻不停地兼顾一大摊琐碎的事情:灌装药壶、更换电池、给替换下来的电池充电、在地面监视器上检测飞机的各种状态等。

每个飞行架次大约持续 10 分钟,能打 5 亩地,降落后的 10 分钟内飞手和地勤配合,能够完成换药和更换电池。

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▲作业现场 | 张江旭供图

在 5 月到 8 月底的打药季节,由于当地飞手紧缺,农户们需要平均提前三天打电话跟张江旭约好时间。父子俩一天满打满算地工作,差不多能打 150 亩地。

而人工打药的时代,一个劳动力,即便在最好的天气条件下高效作业,一天最多能打 10 亩地。

以往闹病虫害的时候,当地常见的毛虫可以在一天之内让几户人家娇贵的茶叶等经济作物折损殆尽,很可能十几万的前期投入全部付诸流水。而这 15 倍的效率提升,为数不清的农户避免了一年劳而无获甚至赔本的损失,张江旭觉得 “特别好”。

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▲被虫啃食的作物,左划有惊喜(悚)的虫尸 | 张江旭供图

但是,张江旭也觉得,无人机在自己家乡的发展状况,“远远不够好”。他加入了好几个飞手交流的微信群,经常看到东北、山东和新疆的飞手们交流经验,“他们能自动飞,一大片地,提前画好航线,(飞手)就不用管了,特别快。好几次看到他们黑龙江的,一天飞了 1000 亩。”

田间实验室

张江旭羡慕的 “自动飞行”,指的是提前探测好地形、障碍物,在地面控制的软件中画好航线、定好飞行的高度、速度和喷洒速率,让无人机自动执行喷洒作业的过程。2018 年,大疆农业组的工程师曾尝试过一组 4 人 4 台机器的千亩作业挑战,从地形探测到完成 1000 亩农田的喷洒作业,一共用时 3 小时 40 分钟。

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▲千亩农田作业测试 | 大疆农业供图

为了达到这个效率,无人机行业内的工程师们已经研发和迭代了多年。

阙仁文的团队就是其中之一。他所在的深圳翔农团队从 2015 年开始集中力量做农业应用。最开始团队只有 10 个人,全部是研发人员;后来逐步扩大成了总共 100 多人的多支独立的队伍,每队有 2~3 个研发工程师和 6~7 个飞手地勤人员,每队带着 3 台机器,常年在各地的田间工作。

和大多数人一样,阙仁文在决定进入农业领域时,也觉得植保无人机 “就是个会飞的喷洒器”,凭着自己多年的航拍航测以及产品研发经验,在一片亟待开发的广阔市场中必定大有作为。

但农业的实际场景比他们想象中的复杂太多。

无人机的设计和生产本身并不涉及到太多酷炫的高精尖黑科技,但真正实践时,问题往往来得让人措手不及。比如,在无人机领域中最基本的 “定高” 问题,就曾经给了阙仁文无数迎头痛击。

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▲现场作业 | 深圳翔农供图

定高,就是指无人机在飞行时必须实时检测自身飞行高度,并反馈给地面设备,它对于无人机的安全和作业的准确性十分重要。

在航拍航测时代,无人机的飞行高度都在百米之上,上下两三米的高度差异,对航拍作业不会有太大影响。

深圳翔农最开始着手的作业场景,是南方小面积的种植地块,和张江旭老家的场景一样,靠手动完成,飞行的高度由飞手随时控制,因此对定高并没有特殊的要求。

不过,当作业场景变得多样和复杂,尤其是开始尝试中原地区大面积小麦的统一病虫防治工作后,无人机的自动飞行成了高效作业的基本要求,而自动飞行的必要条件是保持飞行高度固定。

这时,原来飞行控制系统自带的 GPS 和气压计定高功能开始问题频出:由于农业洒药的场景飞行高度太低,GPS 定高功能的精度达不到要求;同时,螺旋桨产生的向下的风力在地面产生向上的反向作用,会让气压计失灵而产生误判,其直接结果可能使无人机坠机,也可能由于高度过高而导致喷洒失效。

为了解决定高准确度的问题,工程师们给无人机上安装了当时性价比最高的红外定高装置,无人机终于能够在大片的麦田上自动作业了。

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▲麦田喷洒作业 | 深圳翔农供图

然而,在一次湖北莲藕种植区的作业中,问题又来了。

作为经济作物的莲花一旦染病,接天莲叶就变成了无处逃遁的赤壁楼船,而过密的荷叶使得船只根本无法驶入,无人机施药成了藕农们唯一的指望。但是当阙仁文和队友们在岸边铺好设备、操控起无人机后,却发现由于定高失误,无人机无法按照规划好的航线飞行,有几次甚至失控坠入水中。

工程师们逐一排查后发现,红外光波的穿透力较弱,易衰减,且会受到水面温度的影响,导致其在有大片水面的作业场景下失灵。多次试验后,工程师引入了穿透力更强、更稳定的毫米波雷达。几经优化,无人机的自动飞行功能得以适应更多的作物和作业场景了。

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▲藕田作业难度极高 | pixabay

每换一个作业场景,新的问题都会不断涌现。东北的稻田,新疆的棉花,河南的小麦,广西的甘蔗和砂糖橘——随处都是工程师们的战场:他们一边执行着喷洒作业,一边解决着随时爆发的问题,同时把常见的问题形成系统化的解决方案,更新迭代到下一代的产品中去。

虫口夺粮

“农业植保大概是无人机行业应用场景中最苦最累、最不赚钱的一个了”,一位无人机行业的老江湖这样告诉果壳。

2014 年前后,“无人机”“航拍” 等词汇变得广为人知,消费级无人机的市场变得竞争异常激烈;行业内的玩家们同时将目光聚焦在了农业植保这个需求空间广阔却又近乎空白的市场上。

但现实给了梦想家们无数暴击:因为产品面向农民,价格绝不能高,利润率天然就低;但是把产品打磨得简单好用、适合文化水平不高的农民,成本又极大;由于农业作业季节太过集中,加上农药雾气的腐蚀,即便是价格一降再降,设备的损耗率都居高不下;而农业的作业时间和作业条件又比其他场景更加艰苦和恶劣,农时不等人,在集中作业的时节,常常每天 3 个小时的睡眠都很奢侈……

几年之后,绝大多数在无人机行业内沉浮多年的老手们都先后退出了这个领域,转向了探矿、电力等利润更高的行业应用。

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▲作业前一天要充好所有电池 | 大伟供图

阙仁文也无数次想过要放弃。他曾经每隔一段时间就会在心里质疑自己:我为什么要带着这帮兄弟做这个?

直到 2017 年的夏季。那一年,一直被称为 “粮仓” 的吉林省遭遇了几十年罕见的玉米黏虫大爆发。

阙仁文团队的车队刚刚开到抗虫作业地的县城,就立刻被捧着钱焦灼等待的农民团团围住:当时的黏虫,一天时间就能让一户人家 100 多亩的玉米遭受灭顶之灾,当年绝收。驶进村落尚未到达田间,远远就能听见黏虫啃食叶片的沙沙声;早有等不及的农民飞蛾扑火般地背起药罐冲进玉米地,但田里的高温和无法流通的空气、加上虫咬和农药中毒,任何努力毫无意义。

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▲玉米黏虫 | 深圳翔农供图

当时沿着吉林和黑龙江交接处的几个县,黏虫爆发得突然而迅猛,很多独立飞手团队都闻讯赶来,阙仁文团队也把购买了翔农的无人机的飞手们,远的、近的,都发动到了现场进行抗虫作业。

为了保证抗虫进度,他们除了现场提供高效飞行方案,还调度了一只维修队伍,在现场专门为各种由于过度作业等原因损坏和失灵的机器提供维修,修好了立刻再投入抗虫作业中去。

经过半个月鏖战,黏虫终于得到了控制,当初急得跑到县城去接飞手的农民们,大部分免遭了全年无收的灾。

阙仁文说,自打吉林一战之后,团队里很少有人再抱怨自己的辛苦不值得了。

田间 “飞客”

与阙仁文团队一起奋战在抗虫现场的,还有来自黑龙江的大伟。那时的大伟刚刚通过飞行培训考试 4 个月,跟几个兄弟组建了一个植保飞行队,听说吉林正在闹黏虫,正好在吉林的亲戚有需要,就开车奔赴现场。

夜以继日忙了十几天,几个人晒黑了好几个色号,但都斗志昂扬,“太有成就感了,帮了那么多人,还没少赚钱!”

在大伟的老家,几乎家家户户的责任田都有上百亩。大伟早早就购置了大型拖拉机、水稻收割机等大型农机,不仅自己干活儿快,还能在农忙季节为别人提供服务赚钱。唯独打药这件事情,一直让他头疼:“人工老贵了,还慢;我试了好几种地面洒药车,没啥用,玉米地根本开不进去,白费钱,愁人。”

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▲闲置很久的地面打药车 | 张江旭供图

2016 年末,偶尔从电视上瞄到了对无人机打药项目的介绍后,大伟立刻兴奋了起来,只花了三四个月的时间,就完成了对无人机打药的彻底调研、考下了飞行资格证,然后 “一点儿没犹豫” 就跟朋友一起花了 30 多万元购入 5 台机器,风风火火组织起了一支植保飞防队伍。

老家和吉林的胜果把整个团队的士气鼓舞起来,正值东北农闲,他们刚好看到飞手交流群里说新疆这个季节有棉花需要打虫药。哥儿几个合计着,反正在家也是闲着,设备又已经买了,于是四个人带了两台机器,开车三天半,直接闯到了新疆。

大伟没想到的是,棉花的作业方式跟自己熟悉的小麦和玉米完全不同:棉花需要的洒药量更大、对喷洒的均匀程度要求更高。这些都需要靠调节无人机的飞行速度和喷洒速率等来实现,就像用数码相机拍照时,需要根据不同拍摄场景找到最适合的参数一样。

而其他在当地作业的飞手团队们大部分也都是来自天南地北,大家打过小麦水稻,但是都没有大面积棉花的作业经验。

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▲棉花田喷洒作业 | pixabay

飞手们跟工程师们不一样,不会计算复杂的方程式,只能靠彼此配合着一次次实践调整,摸索着寻找飞行速率、喷洒下水量和载药量之间数值的合理搭配。一旦试出高效的组合,也会立刻在飞手交流群里分享,“大家都出门在外,彼此相互理解,啥都不会藏着掖着,特别团结”。

在新疆忙碌了一个月后,到了 11 月中旬时,一行人又根据飞行前辈的经验,辗转到了广西和海南,打了 1 个多月的果树,而后赶在年底前回家过年。

大伟自己形容,以前有陕北拿着镰刀到处收割赚钱的 “麦客”,而自己就是全国到处飞的 “飞客”,一边挣钱还能一边到处交朋友看世界,虽然劳顿辛苦,但好多人都羡慕死了自己的职业。

大伟的团队现在有很多之前积累的固定客户,他们每年都会分两次外出进行候鸟式作业,一共八个人,分成四人或两人的小组,每年每个人能比从前多出十几万的收入。

一直在路上

不过,即便是大伟这种行走四方的游侠飞手,也很难帮到张江旭。

江南一带的打药季,本来时间上就和北方大部分地区重合,移动飞手们自然会选择北方能够大面积作业的区域。大疆创新的公关总监谢阗地告诉果壳,目前全国的农田只有不到 5% 的部分使用了无人机作为植保工具,飞手的培养和供应速度也远远赶不上实际的需求。

四年以来,张江旭从完全的飞行新手,变成了带徒弟的师父,又晋级成了县里培训班的教练。来来往往教了很多人,留下来的却寥寥无几:一届 30 人的培训班,考核通过后真正下决心投入买设备的通常不到 5 人;他亲手带出来的徒弟,跟着自己干了两年终于技术熟练了,但最终选择放弃,转而外出打工,因为不用承担风险,也没有这么辛劳。

张江旭对徒弟的选择既理解又无奈:设备成本和飞行难度使得飞手这个行业在自己家乡的入行门槛天然就很高。

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▲丘陵地区手动作业 | 张江旭供图

而他本人,其实并不缺这部分收入:两个儿子都有稳定而体面的工作,自己也一直是县里出名的育种高手,当初去学无人机,很大程度上是兴趣使然,后来渐渐背上了一份责任感。即便是飞无人机,从个人兴趣的角度,张江旭也更喜欢飞本文开头提到的古樟树这样难度大有挑战的作业。但是一个临时的古樟树作业,可能会打乱之后好几天原本跟农户定好的农作物打药计划,“人家等了那么多天,防虫的时候每一分钟都很重要”。张江旭迫切地希望本地能出现更多的飞手,把他从这种更多出于责任感的奔波作业中解放出来。

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▲杭州茶山手动飞行轨迹 | 张江旭供图

大伟在海南和广西打果树也需要手动飞行,因为果树的植株形态和种植地形使得作业高度不能被固定,因此无法自动作业。而手动飞行的难度和摔机风险都更大。

在黑龙江,一亩水稻的飞行服务费用只要 4 元;在新疆,一亩棉花地要 8~10 元;而到了海南,一亩果树最便宜也要 30 元起。即便如此,大伟最喜欢的活儿还是老家黑龙江的:“虽然价格低,但是效率高啊,所以其实更赚钱。啥时候果树也能自动打就好了,但是我有点想象不出来该咋整。”

大伟想象不出来的画面,其实已经在 “田间实验室” 中被研究了。来自大疆农业的产品经理李兴龙告诉果壳,他的团队现在的努力方向,就是想通过人工智能的技术,训练出能够在不同的作业场景下自动生成高度可变的自动飞行方案的智能系统。为了给团队提供更多的训练数据,李兴龙几乎是随时带着一架航拍无人机,以便能够随时随地拍摄新的地形和树种。

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▲适应场地高度变化的三维自动航线 | 李兴龙供图

工程师们在田间实验室研发的新技术和功能,有的成了新的产品,有的还在持续试验,也有的被验证失败。而无论是工程师、产品经理,还是飞手们,都一直在路上。

感谢全华时代航天科技的技术总监田凯、大疆创新 PR 樊文泽、深圳翔农王麟凯、在行公关总监吴云飞对本文的帮助

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