「极飞科技」与“中国特色”智慧农业革命_农世界网
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「极飞科技」与“中国特色”智慧农业革命

农世界网     2018-07-31 来源:农世界网

要说这个时代人类社会的最大特征,我认为是每当有一种新的工具出现,就会很快被人们用到极致。这当然得益于移动互联网时代的连接速度,也是人们开始崇尚“分享经济”的一种体现。

但更为重要的原因,是我们终于意识到“工具”本身的价值,已经不止是我们手脚的延伸。新“工具”可以是一台具体的设备,也可能是一个思想,或者是一种商业模式。而这个工具,正在掀起一场只有在中国才能发生的智慧农业革命。

在农业领域,新工具正在帮助农民建立全新的生产场景,通过技术和商业之间的跨界连接,挖掘出土地的更大价值。而在这一过程中,由工具产生的数据,也逐渐成为了最重要的生产资源,让那些能真正掌握他们的职业农民,开始走上历史舞台,成为未来社会最重要的一个群体。

  「新工具」正在创造全新的生产场景

2017 年 9 月中旬到 10 月中旬,我们在新疆的农田里组织了一场被大家称为“百团大战”的植保无人机联合作业。我们通过互联网,从全国各地调集了 100 多支作业队,600 多名飞手,1200 多架 P20 无人机,作业面积超过了 200 万亩,作业任务,主要是为棉花喷洒一种叫“落叶剂”的生长调节药物。

其实就在三、四年前,落叶剂在新疆的棉花地里用得还很少。这几年,随着国家对棉花补贴政策的调整,棉花收购价格开始下降并与国际市场接轨,再加上农村劳动力的减少,棉农开始大量采用机器采收。采棉机的效率很高,比人要快几十倍,但由于一些技术原因,机器采棉比较粗放,常常会把棉花的叶子也一块儿收进去,影响棉花的的质量。

和人工采棉的方式不同,机器采棉还要求整块地的棉花最好是在同一时间吐絮、成熟、落叶,只有这样才能最大限度地保证采收棉花的质量。

为此,人们研制出了“落叶剂”,它能让棉花尽快成熟、脱水,而叶片一旦脱水就会脱落。打完落叶剂10天以后的棉花地,只剩下一朵朵白色的棉花站在枝头,一眼望去茫茫无垠,非常梦幻。

喷洒落叶剂10天后的棉花

然而,喷洒落叶剂本身也是一个难题。正在吐絮的棉花地里,人工喷洒非常麻烦,因为一不小心就会碰掉“棉桃”,人进去打药一次大概会损失 2% 左右。

打两遍落叶剂的人工费,加上因为碰掉棉桃的损失,比请人手工采棉的费用还要高。于是有些农户就请拖拉机来喷药,而拖拉机打药虽然费用较低,但是进到田里就会大量轧坏棉花,减产率超过5%以上。

2015 年秋天,极飞开始在新疆推广使用无人机喷洒落叶剂,农户一开始是很难接受的,毕竟无人机打药的费用会比人工要贵一些,而且在 2015 年,落叶剂也还没有那么“流行”。让农户额外掏钱请无人机来打药显然有些困难。

但是渐渐地农户们发现,他们在秋天快到来时已经请不到工人来棉花地里喷洒落叶剂了,甚至连打药的拖拉机也变得越来越少,而无人机成了他们唯一的选择。

新疆约有 8000 万亩耕地,而人口稀少,大量的农业劳动力依赖外来人口。拿棉花为例,整个新疆约有 3300 万亩种植面积。为了提高产量,每年夏天来临前农户都要对其进行“打顶”,也就是用手把棉花的顶芽摘掉,而这一过程必须在10天内完成。所以每年五、六月份,就会有60万人坐着绿皮火车,浩浩荡荡地从内地前往天山南北的棉花地里。

这几年随着工业化、城市化的加速,许多人选择了进城打工,从河南、四川、甘肃、陕西前往新疆务农的人数每年以超过 10% 的速度在减少,一部分农民开始使用无人机喷洒化学调控剂,虽然效果没有人工打顶好,但总体来说还是能省下不少成本。

2016 年夏天,新疆许多地区由于连续高温,棉花地里爆发了蚜虫病害,繁殖速度之快,人工和拖拉机打药都无法将其压制住,无奈的农户开始尝试使用植保无人机。到了 2017 年夏天的时候,植保无人机服务在新疆已经覆盖了几乎所有种植区域,服务面积超过了新疆总种植面积的 15%。

拿 P20 无人机为例,打药的效率约是人工的 60 倍,相比拖拉机节省 30% 的农药和 90% 的水,由于是从空中进行喷洒,作业过程中也不会对作物本身造成损害而减产。

16架 P20 无人机正在新疆的棉田里自动飞行

故事才刚刚开始。

2016 年秋天的一个下午,极飞农业的一支作业队,在巴州和硕县的一片棉花地里帮农户喷洒落叶剂,此时刮起了阵风。为了赶上采棉机的排期,农户要求继续将落叶剂打完。果然,7 天后客服接到农户投诉,要我们去地里看一看。

原来,那天下午的风将一部分落叶剂吹到了隔壁的辣椒地里,导致辣椒的叶子全部脱落。火红的“铁皮辣子”挂在光溜溜的枝头上,有一种莫名的喜感。

这时,好几个村民围了过来,我们本以为农户会要求赔偿,甚至做好了用法律维权的心里准备,但万万没想到的是,这些村民都是来找无人机给自己家的辣子地喷洒落叶剂的。

极飞无人机在天山脚下为辣椒喷洒落叶剂

后来我们才知道,每当辣椒成熟,农户都要花大价钱请人来采辣椒。而这种被称为“铁皮辣子”的工业辣椒,是香奈儿、迪奥等全世界一线化妆品公司用来生产口红的主要原料。采辣椒的工人既不是按照工时收费的,也不是按照重量收费的,而是根据辣椒采摘的难易程度,按“米”收费。

辣椒类似灌木,虽然播种时有固定的垄宽,但每当生长到一定程度,带刺的枝干就会缠联在一起,俗称“封行”。这个时候人想要进到地里面除草、打药就会变得非常困难,采收就更不容易了,几乎是寸步难行。通常来说,工人采收一米辣椒的工钱在 1.5 元左右。

受到棉花地里飘来的落叶剂启发的农户突然意识到,如果用无人机事先对辣子地进行“脱叶”处理,可以大大降低人工采摘的难度,而且辣椒叶一旦脱落,辣椒在枝头的“保鲜”时间会延长,给了他们找工人的时间。喷洒落叶剂的成本约为 15 元/亩,而辣椒脱叶后,采收成本可以降到 1 元/米,每亩地可以省下 60 元左右的采收成本。

喷洒脱叶剂7天以后的辣椒地

至 2017 年 9 月底,极飞农业新疆运营中心所在的巴州地区,辣椒落叶剂喷洒覆盖率达到了80%以上。辣椒“先脱叶再采收”既成了一个创新的生产模式,也构成了一个全新的农业服务场景。如今,这个模式已经在全疆乃至全国推广,许多区域的辣椒地,如果不喷洒脱叶剂,已经很难再请到工人来采收。

辣椒脱叶只是无人机这个“新工具”带来的全新生产场景中的一个。

 「技术跨界」将成为最酷的生产方式

如果一个新工具的出现仅仅是提高了解决旧问题的效率,那这个工具本身的价值并不大,至少不能算是伟大的。但如果这个新工具可以挑战行业中原本解决问题的范式,即便是微弱的突破,也能带来变革。

比如,工业时代的“蒸汽机+”改变了几乎当时所有的生产方式;过去十几年的“互联网+”也完全颠覆了人们的衣食住行。当大部分人还在将无人机看作是一项军用技术或者是航拍工具的时候,我们似乎嗅到了它身上自带的颠覆性基因,那就是“跨界”。

就像100多年前汽车刚刚诞生时人们叫它“无马车”,“无人机”这个新物种至今还有没有一个合适的名字。而这个还不能被确切命名的物种身上,正在融合21世纪几乎所有的最新技术成果——从早期的传感器和GPS定位技术,到如今的图像识别和AI技术,无人机似乎都是他们最有价值的应用端。

利用 RTK 导航技术的自动驾驶无人机正在进行夜间作业

正如彭斌所说的:“农业无人机不单只是一个打药工具,它是开启智慧农业的钥匙。”怎么来理解这句话?

如果极飞研发的植保、测绘无人机只是单纯的生产效率型工具,那我们也许无法吸引更多的人回到农村创业,尤其是追求“自由”和“炫酷”的年轻人。而只有让年轻人回到农村,他们身上携带的思想、知识和“跨界因子”才能回到农村。

所以,极飞真正在研究的课题,其实是如何让农民、农村和农业变酷。这不仅有巨大的社会价值,更能激活中国庞大的农村生态经济,带来巨大的商业价值。

今天在农业领域应用的无人机,基本分为两大类:一类是需要人遥控操作的飞行器,它们的飞行路线以及在空中所执行的任务都是由地面上的“飞手”通过遥控器实时下达的,这一类无人机就像是人类手脚和眼睛的延伸。

另一类无人机则没有遥控器,它们通过预先设定的航线飞行,能够在飞行过程中感知一定的环境因素比如障碍物,并且做出一些简单的判断。这类无人机在执行任务的过程中更像是一个“空中机器人”。极飞科技致力于打造的,就是后者。

为了让这些“空中机器人”能够安全、高效地飞行,我们需要为它们绘制出更高精度的地图,预测更加准确的天气,提供更快速、稳定的通信网络,培养能够驾驭它们的“主人”。我们把这些“额外”的工作,叫做“无人机公共服务设施”。它主要分为三块,分别是地理信息服务,人才培养机制和大数据平台。

2016 年 10 月,我们建立了极飞学院,将“知识服务”的概念跨界带到农村,搭建了一个线上线下相结合的无人机操作员培训体系。极飞学院通过微信上的服务号为广大农户以及对农业无人机感兴趣的人提供免费的知识服务,包括无人机的理论课程和农业生产相关的一系列知识。

在线下,我们通过与各地的植保站、代理商、社会化农业服务组织合作,开展农业无人机的实践操作培训。截至 2018 年 6 月 30,极飞学院已经通过这种方式培养了 22,000 多名农业无人机操作员

极飞学院 新型职业农民培训

2017 年 3 月,我们成立了极飞地理,为农业自动化提供地理信息解决方案,把“农田导航”的概念引入农业生产,将无人机、拖拉机的自动驾驶精度提升至厘米级。让原本只有在城市里才能享受的 LBS 服务出现在农村。

与此同时,极飞地理也将物联网技术带到农田,让农民可以在手机上监控庄稼的长势;让农田里的耕、种、管、收全程“在线”;让消费者与生产者能够通过传感器和移动互联网连接在一起

广东火龙果基地的极飞“电子稻草人”

2017 年 10 月,我们在 XAAC 大会上发布了 XAI (极飞农业智能),首次将“人工智能”技术跨界应用到农田管理,利用大数据为每个农民“培养”最聪明的“助手”。按照这个人工智能目前的学习速度,很快农民就可以通过智能手机来帮助判断农田里的病虫草害,一键呼叫各种农事服务,并能够通过社交网络,和全世界农民分享种植的经验和心情了。

极飞农业 AI 引擎

我们正在通过将这些技术“跨界”应用到农田,让农业生产不再枯燥无味和孤立无援。虽然从历史上来看,彻底的技术型变革,通常要花比我们预期更长的时间,但是这些变革带来的影响,也往往比我们预想的要大得多。

我们相信,科技散播的速度正在不断加快,新技术在不同领域的应用会带来涟漪效应。工业设计、用户体验、材料科学、控制算法、机器学习、人工智能…这些原本与农业生产者无关的东西,都在以前所未有的速度,注入农田。

 「数据」已成为最重要的生产资源

说到数据,地图应该是世界上使用频率最高的数据了。人类在信息传播方面有三项重大发明,即语言、音乐和地图,而其中新最古老的就是地图。

它在人类文明的进程中,一直占据着十分重要的地位《周礼•地官•土训》中的“掌道地图,以诏地事”,大概是“地图”一词最早出现在中国文字记载中。《周礼》中也有“地讼,以图正之”一说,可见地图在古代社会经济中的作用。

地图也是一个社会心智的衡量。从西方中世纪初“蒙昧时代”没有经纬网格、没有比例尺的圆盘地图,到 1538 年荷兰制图学家墨卡托绘制的第一张世界地图,“原子”状态下的地图曾无比深刻地影响了全球文明的进程。

进入“比特”时代,随着卫星遥感、GPS导航等技术的出现,数字地图很快兴起,成为了人们日常生活中最不可缺少的数据。城市生活因为有了数字地图,变得无比便利,生活体验每一天都在发生巨大变化。早几年的时候,中国各大电脑城里,卖数字地图光盘和汽车导航仪都是商家的重要业务。

2005年,谷歌推出了“谷歌地图”——一个在线的地图,从此以后,光盘地图和汽车导航仪便很快退出了历史舞台。

一支植保服务队围着农田测绘地图讨论先给哪一户打药

在线地图之所以能打败光盘地图,并不是因为它更精美或者更精确,而是它将数据和服务变成在线的了。我们如今在国内使用的高德地图、百度地图、腾讯地图等等,本质上都是在线地图。

可以说,因为有了在线地图,才有了移动互联网与我们日常生活的各种“连接”,我们常常把因这种连接而产生的服务称为 LBS (基于地理位置的服务)。

依附于在线地图的 LBS 让我们使用手机导航、打车、点餐、支付等等成为了可能,城市生活也因此发生了翻天覆地的变化。

中国是一个农业大国,有将近20亿亩的耕地,80%以上的国土面积都是农村。如何能让农民的生产和生活像城里人一样的便利?首先要解决的问题,就是要让地理数据“分层在线”。

农村地理数据的第一个“图层”,也是最基础的一个维度,就是农田高清地图。只有获得了农田高清地图,生产者们才能真正了解他们脚下的土地;无人机、拖拉机、机器人才能精准地在上面工作。高清地图是一切基于地理位置服务的基础,可以通过卫星和无人机拍摄、拼接获得。

极飞地理目前最主要的业务就在这里——通过无人机航测技术,大幅降低高清地图的获取成本,让每个农民都能用得起它。

第二个“图层”是农田的边界和农村的道路。极飞通过“图像识别”和 AI 技术,在高清地图上提取出这一图层。有了它,为农民提供服务的人和设备就能精确计算出农田的面积,以及前往目标农田的最佳路线。有了面积和路线,农事服务的标准计费便成为了可能。

就像我们在城市里使用“滴滴打车”一样,农民可以在“下单”的时候就清楚地知道服务的价格,这种技术极大提升了农业服务的用户体验,让更多的人愿意回到农村,服务农民。

上面照片中那张农田地图,地块边界完全由极飞 AI 识别

第三个“图层”也是对农民来说最有价值的一层,那就是作物层。作物层包含的信息很多,属于真正的“大数据”,比如:作物种类、长势、气候、病虫草害程度、农药和肥料的使用情况等等。这些数据既可以帮助农户做出更好的生产决策,也能辅助金融、保险公司和政府部门提升服务质量,从而给农户们提供更好的生产支持。

比如,极飞“电子稻草人”就可以帮助农户获得农田的气象数据和作物长势图像,再通过后台的云计算,为用户记录、预警、分析农田里的病虫草害等等。

当农民可以快速、准确、低成本地获取和使用农田的这三个“图层”,数据的力量会在农田里得以真正展现,成为农业生产中最重要的资源。只有建立了完全数字化的生产场景,农业 AI 时代才能算真正来临。

 「职业农民」正在走上历史舞台

在中国社会普遍的价值认同中,农民通常都是“靠天吃饭”,与“职业”似乎没有什么关系。但是中国农民担负的社会责任之大,与其卑微的社会地位正好相反。

中国约有 20 亿亩耕地,近 3 亿的农业从业者,而由于土地规模和机械化程度的限制,我国农民的生产效率低于世界平均水平。

这些年,随着中国社会的城市化进程,越来越多青壮年农民进城打工,农村人口比例平均每年下降约 1.5%。留在地里干活的,大部分是老人和妇女,这是中国农业供给侧的现状。

在另一端的需求侧,这些年最大的变化就是消费升级。消费者对农产品的需求每天都在变,他们要新鲜、要安全、要多样化,还要有个性。于是我们看到超市里的农产品品牌越来越多,进口农产品也越来越丰富。

这些品牌正在为包装它们的商家产生巨大的价值,而这些价值主要集中在产业链的末端。换句话说,农民并没有在这一轮的消费升级中获得更多收益。

要提升农业生产者在价值链中的地位,首先需要将他们培养成“职业农民”。职业农民应该具备可持续发展的价值观(品牌观念),专业的生产技能,科学的思维,终身学习的心态和与外界连接的能力。

一支专业植保队伍正在给小麦做病虫害防治

2012年,“新型职业农民”首次写入中央一号文件,党中央、国务院开始高度重视新型职业农民培育工作,此后连续三年,中央一号文件都做出重要部署。而作为一家农业科技公司,极飞能做的,就是通过极飞学院,为农村输送能够驾驭“新工具”,会使用“大数据”提高生产效率的“新农人”。

这些新农人具备许多老一辈农民不具备的东西,比如相信科学而非经验,会利用移动互联网获取信息、并与全世界分享等等。

我认识一对从法国留学回来的夫妻,孙淼和彭帅都是80后,之前从没有务过农。回国后他们在宁夏承包了100多亩葡萄园,一边做博士课题研究,一边学习最新农业技术种植葡萄。

才经过五年多的时间,他们就酿出了世界一流品质的葡萄酒,在竞争激烈的中国红酒市场中树立起了自己的品牌价值。如今,他们俩住在城里,每天开着奔驰去农场“上班”,成为了真正意义上的“职业农民”。

还有一位新疆的90后农户,高中毕业后回到农田,和父亲一起种了600多亩食葵(用来生产瓜子)。那个小镇上总共有1万多亩向日葵地,每年夏天快结束的时候,农户们会将葵花以统一的价格卖给来收购的中间商。与隔壁邻居不同的是,这位90后农民非常热爱新技术,也敢于尝试。

2016年春天,他在朋友圈里看到了极飞的植保无人机。他听说这项技术可以减少农药的使用、降低化学残留,当即与父亲商量,很快便用上了我们的无人机植保服务。

2017年夏天,他和父亲种的葵花被国内最大的坚果零售企业选中,每公斤收购价格足足比周边农户高出5元。

像这样的故事还有很多很多,“职业农民”正如雨后春笋般在20亿亩土地上崛起,开始走上历史的舞台。移动互联网的普及,让以前封闭、孤立的生产者,有了与全社会信息对称的能力;新工具、新技的应用,让他们能重新回到农业价值链的中心。

极飞科技的愿望,是让这些热爱土地的新农民,成为未来中国社会里最酷、最令人羡慕的人群。

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