作為第一大產業，農業中的新技術應用一直是眾多科研機構和科技公司探索的重要課題。人們花費多年時間讓收割機代替了鐮刀，而無人機代替人力噴藥壺需要多久？4 月 9 日，在江西贛州的信豐縣，大疆創新與中國農科院植物保護研究所共同釋出了植保無人機田間實驗報告，並展示了最新無人機「果樹模式」。
這是大疆新版農業無人機的第一次公開作業展示。「人工智慧時代果樹精準防疫已經從設想變成了現實。」大疆創新公關總監謝闐地在釋出會上表示。
本次活動上，中國農科院植保所首次釋出了 2018 年的大疆植保無人機 MG-1P 田間試驗報告。2018 年，雙方簽署合作協議，共建農業無人機聯合實驗室，在黑龍江虎林玉米種植區、遼寧開原榛子種植區、阿克蘇核桃種植區、山西運城小麥種植區等 9 個區域進行了 MG-1P 的一系列測試。
這份報告顯示在防治小麥後期的蚜蟲測試中，相比揹負式電動噴霧器、自走式噴杆噴霧機，MG-1P 植保無人機低空低容量噴霧技術的農藥沉積量多，農藥利用率高。與傳統的大容量噴霧方式相比，在同樣的防治效果下具有省時、省水、省藥的效果。
報告同時還測試了 MG-1P 在水稻、玉米、核桃、柑橘、桃樹、榛子樹、馬鈴薯等作物上的最佳作業引數。
「研究人員使用大疆無人機進行農藥噴灑作業，對比農民自走、高壓噴槍、常規機械等方式，」中國農業科學院植物保護研究所研究員秦會珠在釋出會上介紹道。「從總體上可以看出，無人機與人類作業的效果差異並不顯著，但耗時大大減少，同時對於水、農藥的利用率有很大提升。我們可以看出無人機噴霧的技術可以替代部分地面作用方式，並取得很好的效果。」
而在昨天的展示中，大疆拿出了更為先進的 T16「第二代植保無人機」。
全自動執行
讓無人機自動噴灑農藥，聽起來像是一個技術含量很高的過程。但在現場演示中大疆告訴我們：操作起來非常簡單。首先使用一臺精靈 4 RTK 航測無人機在農田上空飛一圈自動拍攝高清照片，隨後將資料傳入一臺膝上型電腦進行本地處理；大疆智圖軟體會進行 3D 建模和 AI 路線規劃，然後把資料卡插到 T16 無人機上，它們就可以按照已算好的路線自動進行噴灑作業了。
大疆表示，無人機現在已經可以在不規則的果園裡進行全自動作業，自動避開建築物、池塘和電線等障礙，整個過程完全不需要人工干預。
在整個作業過程中，無人機飛手大部分的時間是在準備下一輪噴灑的農藥，而不是跟隨無人機進行操作，這大大提升了工作效率。
大疆本次展示的 T16 是目前國內首款將三維場景重建、地圖語義識別兩項 AI 技術實現應用落地的植保無人機。在果樹場景下作業，通過航測規劃，大疆智圖（Terra）的匯入與處理後，就可以實現對作業場景的識別，果樹、建築物、電線杆、河流，空地等細節均不會遺漏。
在完成作業場景識別，生成 3D 航線後，T16 就能根據規劃航線進行自動飛行作業，相比傳統的整片作業區域均勻噴灑模式，無人機可以節省 30% 農藥和水的使用量。
針對果園場景中，果樹種類多樣、高矮不一，地形情況複雜，草叢與密集的果樹在遠距離俯瞰視角下容易混淆，難以區分的問題。T16 果樹模式的背後，是基於卷積神經網路的深度學習系統，其採用三維點雲切片與三維特徵融合技術，可在複雜場景中正確識別多種物體。為了進一步實用化，大疆利用神經網路量化技術，對網路模型進行深度壓縮，使得深度學習模型可以在一臺筆記本上進行快速推理。
據介紹，目前這套系統已經通過了超過 30 萬張的果樹圖片訓練，能夠在不到 1 分鐘的時間內完成 200 畝地的全環境識別。識別的果樹型別達到了 20 種，包括蘋果、柑橘、芒果、香蕉、火龍果等等。果樹識別準確率達到了 95%。
在噴灑作業中，一名飛手最多可以讓五架 T16 無人機同時起飛工作。
在大多數的果園中，果樹的種植都是分佈不均勻，而且因為樹齡差別，樹高也有一定的差異。果園中也經常會有建築物、電線杆，池塘等障礙，這位無人機的工作帶來了很大挑戰。大疆無人機「果樹模式」的出現無疑會是農業無人機市場的一次變革。
果樹模式
無人機作為農業生產的工具，其實在國內已經有不少實踐了。2015 年，大疆推出了旗下首臺農業無人機，時至今日，國內已有不少農田是由農業無人機進行農藥噴灑維護的。「在最初的幾年裡，無人機的應用範圍還很狹窄，」中國農業科學院植物保護研究所研究員袁會珠介紹道。「但新技術的發展很快。據統計，在 2018 年，國內無人機的應用面積已經達到 3 億畝次了，而全國的農藥噴灑面積大致為 70 億畝次。」
農業無人機在中國北方的小麥、水稻等平整農田中的應用推廣很快，而不久之前在果樹這樣對噴灑方式要求較高的場景中還難以施展。
大疆農業曾推出過應對茶園陡峭山坡的仿地飛行功能，這種技術可以實現按照植保作業面的起伏來確定無人機的高度，但還不足以解決果園植保需求，比如當兩棵樹的距離相差較大時，植保機飛行過程中，飛機就可能被前方果樹觸發避障而中斷作業。
而現在，通過更為成熟的人工智慧技術，果園植保需求已得到了很好解決。通過 AI 完成作業場景的識別後，植保機瞭解果樹的分佈情況，保證植保機在有果樹的地方才噴灑，沒有果樹的地方就停止，這一切都是自動執行的。
大疆還在釋出會上展示了即將推出的「樹心識別」功能，藉助 AI 在短短几秒標識出果園裡樹木的樹心位置，可針對植物樹心位置進行鍼對性噴灑。
全自動工作的方式不僅比人工打藥速度快，效率也大大高於以往的手動操作無人機的作業方式。以往果園施藥人工作業，一人一天大約噴灑 10 畝左右，而且很容易造成對人的傷害；而在人工智慧的幫助下，一臺無人機一小時可以噴灑 60 畝果園。
大疆表示，目前這套系統已經通過了超過 30 萬張的果樹圖片訓練，能夠在不到 1 分鐘的時間內完成 200 畝地的全環境識別。識別的果樹型別達到了 20 種，包括蘋果、柑橘、芒果、香蕉、火龍果等等。識別準確率達到了 95%。
在 2019 年，大疆計劃在華南五省（廣東、廣西、湖南、江西和四川）繼續推廣無人機作業，並實現 100 萬張果樹圖片訓練，將識別準確率提升至 97%。
大疆 T16 無人機在噴灑農藥作業時無需進行人工操作。我們可以通過遙控器觀察裝置的運轉情況。
第二代植保無人機
大疆在農田中演示的是最新推出的第二代植保無人機。相比上一代產品 MG-1P，新機體重塑了整體結構，採用模組化設計，帶來了前所未有的高載重和高效噴灑範圍。
「我們在設計 T16 之初，是先設計風場，再設計無人機其他結構的。」大疆創新公關總監謝闐地表示。「因此這款產品的效能遠超前代。目前市場上還沒有任何其他公司推出過這樣的無人機。」
大疆 T16 擁有最多 16 升的農藥載重量，更為重要的是其六旋翼設計中，有兩個輔助旋翼是專門用於調整風場的。在 T16 的正下方，氣流不會像其他無人機那樣形成迴圈，這種設計避免了農藥噴灑時觸及到無關區域，並提高了噴灑效率。
研究人員還發現，使用無人機噴灑農藥可以帶來一個預料之外的好處——無人機旋翼帶來的氣流會掀起植物葉片，從而使得噴灑的液體觸及到植株葉片背面、樹幹等深層區域。
據悉，大疆與農科院的第二期專案將在簽約後全面啟動，未來一年內，中國農科院植保所將以 DJI 大疆農業的植保無人機 T16 為物件，在全國多個柑橘等果樹產區進行實地測試，為大疆植保無人機的飛防優化提供多方位的技術支援。此外，雙方還將會在植保無人機創新應用進行探索，包括「果樹模式」的持續優化，遙感技術在農田生產全週期的應用等。
今年 4 月 1 日，人力資源和社會保障部初步確定的 15 個擬釋出新職業中，「無人機操作手」名列其中，目前在國內已經出現了很多農業無人機植保隊伍。據大疆介紹，農業無人機在價格最高的茶園環境中進行農藥噴灑作業的價格此前為每畝 100 元，在升級了全自動作業模式之後，這一價格已經降低到了每畝 20 元。低價格、高效率的農業無人機或許很快就能為大疆開拓出一片新市場。
截止 2018 年 11 月，大疆農業中國市場保有量 2 萬臺，該公司已在全國培訓了超過 1000 名維修人員，並培訓了 14,000 名專業持證植保飛手。目前，這家公司希望繼續與農科院等科研機構展開合作，將無人機技術推廣到更多種類的作物上，並推動「精準農業生態圈」，鼓勵農民接觸新技術。