今天聽到“無人機”這個詞，你可能在腦海里就像想到某種飛行武器，要么在上空窺探陣地，要么就傾瀉地獄火導彈。但實際上，最初的無人機在應用上很接近農場用的播撒機。除了拍攝人們的照片和視頻外，它們用來調研土地數(shù)據(jù)，利用它們自帶的高清晰度傳感器來幫助農作物生長，減少灌溉用水和肥料消耗。

3D Robotics的市場銷售副總裁John Cherbini準備起飛一架無人機。這架無人機通過航拍能為農場提供日常耕作輔助服務。照片版權：Sally French, 3D Robotics.

為什么是農場？因為不靠大數(shù)據(jù)技術支持，農業(yè)本身就成了大數(shù)據(jù)問題。大約一半在農田內投放的東西（從液體到殺蟲劑、殺菌劑、除草劑等）往往都浪費了，因為它們不是過多使用，就是投放在錯誤的地方，例如植株之間的土地上，而非植株本身。本來這看似是不可避免的損失，拜噴灑時自然環(huán)境干預所致，或為了預防農業(yè)災難，例如疫情爆發(fā)導致全面失收這種情況。

Cherbini正觀察著飛行器。這架飛行器由3D Robotics生產(chǎn)，正執(zhí)行全自主飛行任務中。葡萄園的收獲時節(jié)很短，用類似這樣航拍的技術能為農場提供不斷跟進和準確的實況圖像支持。圖片版權：Sally French, 3D Robotics

很快農民們會知道每株植物上發(fā)生了什么事情，在事態(tài)變得不可收拾前得到控制，并像蜜蜂般準確無誤定位投放化學藥品。只有當需要時，殺蟲劑和殺菌劑才會投放，而且是所需的最小量，不光是減低在植物和環(huán)境的化學殘余物，而且還能省錢。在小型農場內，你或許還能手工精準操作。但在大型農場內，解決之道往往就求助于機器人，包括無人飛行器。

Cherbini和Brandon Basso（3D Robotics高級研發(fā)部工程師）正等待他們的飛機完成預定自主飛行任務。飛機拍下的圖像將有助于農民照看他的土地。圖片版權：Sally French, 3D Robotics

3D Robotics相關團隊在使用無人機照看農場方面，有如下體會。

最近一年間，我的團隊在農場上投放無人機，收集農作物數(shù)據(jù)，和農民們交流他們的目的和工作過程。這期間我們學到了這些經(jīng)驗：

1.每種植物都是不同的！不用多說，葡萄不是番茄，番茄也不是玉米。在農田里有上百種不同種類植物，從樹木到雜草都有。（還不包括牲口和牧場這類機構）每株植物需要不同測量數(shù)據(jù)來生成執(zhí)行數(shù)據(jù)。沒有什么通用農作物調查方案，從根本上來說這等同于不同專家在每種植物上向農民提出解決方案。

2.用旋翼機，而非固定翼飛機。一開始我們用固定翼無人機，但很快發(fā)現(xiàn)幾乎所有農場都沒有降落場。即使是短距離起飛飛機，在只有幾個農場有的合適降落場地下頻繁使用，也會摔得殘破不堪。不過，旋翼機能夠在任何地點起飛降落，能飛上40分鐘，覆蓋范圍超過一英里。固定翼飛機只適用于最大的農場，即使如此，每次任務都需要細心操作，尤其在尋找合適場地降落的時候。

3.用手機/平板電腦，而非筆記本電腦。農民們不想提著筆記本電腦跑到農田里。任何無人機在普通消費者手中應完全能被蘋果或安卓手機、平板電腦所操控。

4.一鍵自動任務，而非遙控飛行。類似的，農民們不想轉行開飛機，農業(yè)用無人機應當從起飛到降落完全自主控制。操作體驗應當簡化為只要在電話上按下“開始”按鍵后，無人機就自個兒完成整個任務。

5.放飛照相機，而非飛行器本身。農民所關注的是圖片，不是那種數(shù)據(jù)庫采集的圖片。讓精密數(shù)據(jù)分析工具分析如何取得合適圖像，讓自主駕駛程序關心飛行動態(tài)各種雞毛蒜皮數(shù)據(jù)，而讓人類做回人類本身最擅長的——提出最高標準需求。

6.視頻比靜態(tài)圖像更有價值。不要低估農民們肉眼觀察能力，有時他們能從一段第一人稱視角視頻看出問題，然后驅車前往最近發(fā)生問題所在地。（無需多言，只有旋翼機才能完成的任務）實際上，農民們可能甚至不清楚他們最初看到的是什么。有時侯常規(guī)觀察就僅僅是任務，不需要直接傳送特定數(shù)據(jù)結果（比如一團馬賽克圖片）。

7.植被指數(shù)變得十分簡單。農作物調查的金科玉律是“歸一化植被指數(shù)”，顯示植物反射的紅光和近紅外光之間的差值。健康的葉綠素吸收紅光反射近紅外光，而受損的葉綠素則兩者都反射。不用昂貴的照相機就能獲取這類數(shù)據(jù)。稍微改裝普通相機，加裝藍色塑料濾鏡就能變成近紅外照相機。拿一臺廉價的雙鏡頭3D照相機，將其中一個鏡頭改裝成近紅外鏡頭，那么你就有一臺低于200美金的NDVI（植被指數(shù)）照相機了。

8.為農業(yè)專家而非農民服務。大部分農業(yè)數(shù)據(jù)服務是給本地農業(yè)顧問專家看的，而非農民本身。現(xiàn)時，美國聯(lián)邦航空局禁用大多數(shù)商用無人機，即任何涉及盈利用途，包括農民本身為了他們自己目的在自家土地上使用。但國會也強制要求聯(lián)邦航空局在2015年對商用限制放寬（盡管在實施前還會一再跳票）。這一點上，就期望大多數(shù)用戶是本地農業(yè)服務商，而非農民本身吧。

9.時間就是金錢。無人機的何時何地空中作業(yè)能快速經(jīng)濟得到答案，意味著能獲取及時的信息，例如每日采樣數(shù)據(jù)來確定何時最合適進行收割。類似的，時間上的改變過程也很直觀。農作物采樣的目的是告訴農民本身無法直接觀察到的事物，加上時間軸的幫助就能很好說明問題。用常規(guī)農作物采樣法，每天或每星期的，然后用軟件標示一段時間下的變化，這樣將田野中的植被差距縮小變得可能，直接關系到農業(yè)生產(chǎn)。

10.可以用作市場數(shù)據(jù)。有些種子公司已經(jīng)提供免費空中農作物采樣服務，作為它們銷售過程一環(huán)。類似的，農業(yè)采樣數(shù)據(jù)也能幫助農民做出不同農作物管理決定。它使農民更有效率地銷售農作物，在大宗貨物領域中能區(qū)分出哪些是高科技精密作物。如果以數(shù)據(jù)導向的農作物管理能讓農民們用少一點化學藥物和灌溉用水，也許某一天消費者們會愿意為“無人機農業(yè)”產(chǎn)品掏腰包。正確使用的話，大數(shù)據(jù)農業(yè)就等同于綠色農業(yè)與食品。既然消費者愿意為有機食品給多一點錢，那這個何嘗不是？

Cherbini（右）和Basso（左）在檢查一家完成自主飛行任務的飛機。圖片版權：Sally French, 3D Robotics

葡萄農Ryan Kunde準備榨取塑料袋中的葡萄。他能知道哪些葡萄能被收割下來，全靠3D Robotics無人機的航拍圖像。圖片版權：Sally French, 3D Robotics

3D Robotics的工程師們用Y6旋翼機飛過葡萄園。旋翼機能快速收集現(xiàn)場第一手數(shù)據(jù)并進行完善分析。圖片版權：Sally French, 3D Robotics