《AI百人》| 孙向东:谁在撬动智能农业的万亿

  《AI百人》是未来图灵推出的首档访谈栏目,专注人工智能垂直领域,邀请顶级AI行业领军者,呈现独家观点。

  早在25年前,一个美国学者就发出过质疑:未来谁来养活中国?

  质疑尽管刺耳,却是不争的事实。中国耕地只占世界的7%,人口占比却高达22%,而且,四人斗地主单机版随着消费方式的改变,中国人饮食中肉类比例正在不断增加,这意味着要在源头消耗更多的粮食。据农业部预测,到2020年,中国的粮食产量将上升到5.54亿吨,但缺口将加大到1亿吨以上。

  而放眼中国农村,新时代的第一代农民已经日渐老去,第二代纷纷离开土地,第三代估计更是连作物都未必能认清楚了。未来,中国的18亿亩土地由谁来种?

  “我们现在就有答案”,孙向东笃定地说:“未来中国的地一定是机器人在种。”

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  并不是随便说说。早在2004年,汉和航空就开始踏入无人机领域,起初,团队的梦想是实现空中看世界,想让无人机搭载摄像机进行航拍。但他们很快就发现了更大的产业价值,开始定位于做成一个飞行平台,将无人机输送到各个科研院所,应用于侦察、消防、巡线等多个场景。

  但在深入地了解农业后,汉和航空开始聚焦,以农药喷洒为核心,围绕农业做纵深钻研。

  据公开报道,全球农业生产每年使用农药大约350万吨,而在2014年,中国的农药用量是180万吨,占到了全球一半之多,堪称浸泡在农药中。这么多农药哪儿去了?其实并不是都随着农作物被吃下去了,中国的农药利用率只有27%,高达7成多的农药未被农作物直接吸收,而是进入了土壤、地下水炸金花技巧,以及空气中,造成了更加恶劣和深远的影响。

  中国工程院院士、北京林业大学教授林伟伦告诫说,“现代农业的污染已经不小于工业污染,占全部污染的47%,需要高度重视。”

  水稻在成长中需要喷五次农药,猕猴桃、葡萄等水果,则要15次以上。但中国农业生产在播种、收割等多个环节都已经实现了机械化,却唯有农药肥料喷洒环节还依靠人工,构成农业生产规模化的瓶颈。孙向东认为,解决这个问题,既是责任,也是巨大的商机。

  实际上,出生于农村的孙向东对人工喷洒农药并不陌生。在大概十岁的时候,他背着喷雾器,帮母亲去棉花地里喷洒防治棉铃虫的农药,那是一种剧毒农药。刚背到第三趟,就因为中毒而一头栽倒,人事不省,幸好被邻居发现及时送医才捡回一条命。

  而直到今天,这依然是主流的农药喷洒方式。目前在中国,有超过9500万台背负式喷雾机在从事农药喷洒,不但不安全,而且效率低,并造成极大的环境污染。孙向东决心要改变这一点。

  现在,一架汉和航空的水星一号无人机可以替代50台背负式喷雾器。而且,用无人机洒农药,喷洒的雾滴比较细,并且可以通过螺旋桨的下压风把药剂压到农作物的正反面,包括根部、中部、上部都能够均匀地洒到,使农药的利用率提高到50%以上,从而减少农药的用量。

  孙向东坚信,“收割机早已经取代了镰刀,未来,无人机也一定会取代背负式喷雾器。”而如果将这9500万台背负式喷雾器全部替代,即便考虑到共享因素,也需要70万台无人机,需求规模极其庞大。

  但这个过程并不轻松。

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  早在2010年,汉和航空就研发出中国第一台用于农药喷洒的无人机,但那时只能称其为概念机。机器本身的稳定性就差,经常会半路摔下来,造成“炸机”。

  不像拖拉机或者其他在地面操作的机器,哪个零件坏了修哪个就好。无人机在天上飞,哪怕只有一颗螺丝坏了,只要从空中掉下来,3000多个零件中就很可能会有好多被摔坏,损失可能是这颗螺丝钉的成百上千倍。所以,无人机的故障容忍度是零。

  汉和航单机斗地主手机版下载空那时的条件并不好,产品的可靠性完全靠大量的室外试飞来验证。每一款成熟产品,都经历过几百次甚至上千次“炸机”,在此过程中不断探索,不断提升。

  等到无人机的可靠性没问题了,新的问题又凸显了,这便是抗疲劳能力。农业的作业场景往往非常恶劣,高温高湿高尘高腐蚀性,而且每天要飞二三十架次,滞空时间长达五六个小时,比普通的应用要求高太多。所以在几年时间里,故障率都是一个难以解决的问题。

  历经在材料选择和结构上的不断迭代,一直到2016年以后,汉和航空才开始进行农业无人机的小规模应用。这时候,他们的无人机不但已经能做到故障率逼近千分之一,而且可以适应中国千差万别的地形地貌,无数的农药喷洒场景。

  比如在平原地区,更重要的是飞得稳,汉和就加强无人机的定高技术指标,将误差控制在厘米级,让无人机保持在农作物上方的一个稳定高度飞行。但如果是丘陵地区,地形起伏,就要用到仿地飞行技术。让无人机随着地形起伏而调整高度,以免离农作物太高或太低,影响喷洒效果。

  这可并不容易。在尝试了多种方式都被验证不可行之后,汉和最终选取了双目视觉定高方式。就是给无人机下部装上两只“眼睛”,当“眼睛”看到图像后,通过运算来判断无人机和农作物之间的距离,并且,要在万分之一秒内就反应。但是,有时候,两片农作物之间可能会有一条路,当无人机从路面飞过,就会因为路面过低而大幅降落,来不及调整而撞到前方的农作物上。怎么解决呢?前面也装一只眼睛,让“大脑”知悉前面是一条路,不需要降低高度。

  汉和目前比较成熟的水星1号,上面居然搭载了五个CPU,有一台主电脑,以及四台小电脑。它不但能在天上飞,可以做各种动作,还能进行自我状态检测,随时报告自己哪个地方有问题,以便操作人员提前预警。

  和消费级无人机不同,工业级无人机目前在全球尚且没有量产的先例。就像导弹一样,全是一个一个做出来的。但汉和正在挑战这一先例,在无锡做国内第一条能达到万架规模的生产线。接下来他们还要做试飞场,且取代人,完全靠传感器扑克牌尺寸获取数据来进行试飞检测。

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  在孙向东的畅想里,汉和航空的无人机会发展到什么程度呢?

  一键起飞,一键降落,完全自主作业,根本不用地面站。包括自主规划航线,中途药用完了可以自己回去加药,而且回来后能精准地找到刚才洒到哪儿了,做到断点续航。还有变量喷雾,飞快时就多喷药,飞慢时则少喷。今天来这里喷过药,过几天再来能回忆出上次什么时间喷的,用的什么航线。

  其实,这些设想并不遥远。目前汉和在技术上已经能够实现远程操控、环地飞行、智能变量喷雾、断点续航等功能。

  就在采访的当天,孙向东坐高铁从外地回来,一路上看到大片大片的土地不断地延展过去,他突然感到很激动,觉得这些农地都是和自己有关系的。

  通过给农业嫁接上无人机,“我们能够让这些农民有更好的收益,连接更多年轻人来共同推动中国农业生产的进步。”孙向东说。

  请回答:2029

  那时,中国的农业生产分成生产和服务两个主体,形成专业化服务组织。全部体力劳动都由机器人来取代,新型的农民掌握先进设备的操控能力,是机器人的操控者。

  物联网、人工智能、大数据等不仅在工业上得到广泛的应用,在农业上也一样。所有生产设备都能联网,可以通过传感器来进行土壤数据的检测,依靠大数据做病虫害的防治,真正变成精准农业。

  汉和航空介绍

  汉和航空成立于1997年,目前主要研发和生产起飞重量在100公斤以下,任务载荷在10公斤、20公斤、30公斤等级的小型无人驾驶直升飞机,也是目前我国唯一已经进入小批量生产的厂家。旗下产品主要供给中科院国家重点实验室、部队、武警公安以及各种民用领域。

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