汉唐归来
惟有中华

赵笑达:惨胜后的完胜,中国制造田间崛起|2022-01-23

当我们讨论农业无人机时,我们在讨论什么?

1959年,毛泽东说:“农业的根本出路在于机械化。

那年,中共中央工作会议通过了成立农业机械部的决定,毛泽东高兴地指出:“今年已经成立了农业机械部,农业机械化的实现,看来为期不远了。”

一句常被提及的话:“中国用仅占全球耕地9%的土地,养活了全世界近20%的人口。”天平两端,一端是自豪,另一端是心酸——

由于机械化程度不够,在很长一段时间里,为了养活这“近20%的人口”,中国农民面朝黄土背朝天,辛苦劳累,不计回报。

如果把养活全国人口比作一场战役,那么过去中国农业做到的,是一场惨胜。

60多年过去了。农业农村部2022年1月提出,到2025年,全国农作物耕种收综合机械化率将达到75%。先辈的梦想变为现实。

只有一件事让所有人始料未及——中国最先实现农业机械化“弯道超车”的,不是拖拉机,而是农业无人机。

 

发端于2010年的中国农业无人机,仅用了十余年的时间,就站上了全球巅峰:

一、到2020年,中国农业无人机保有量达到了6万多架,远超传统航空植保大国——美国和日本;

二、在海外,中国农业无人机广受欢迎,尤其在日本,力压其本土大牌雅马哈,成为了日本飞手和经销商的新宠。

在立方知造局看来,农业无人机是一个缩影,代表了先进制造与传统农业之间能量惊人的化学反应。

它把中国农业机械化进度狠狠地向前推一把。

本期立方深度,我们邀请了中国民用无人机龙头——大疆创新公关总监谢阗地,谢阗地先生作为无人机领域专家,和我们聊了聊中国农业无人机那些不为人知的事:

它有着怎样的前世今生?

背后隐秘而强大的生长逻辑是什么?

走向海外时,因何战胜强敌?

赶美超日,突如其来的加速

农业无人机有多重要?

一架多旋翼无人机,一天可以连续作业400-800亩(最新的产品作业量更高),是人工效率的30倍以上。

 

无人机的喷雾技术能减少50%以上的农药以及90%左右的用水。

 

在大幅提升效率的同时,也把农药对人体的伤害,降到了最低。

很长一段时间里,美日是航空植保的领先者。

美国的航空植保历史,几乎和飞机发展史一样长。

百年间美国发展出的成熟航空植保体系,如同曼哈顿的摩天楼一样密集。

日本实现农业机械化是在1967年,比中国早了半个世纪以上。1987年,雅马哈成功研制出了R-50油动单旋翼无人机,更让日本在全世界范围内率先进入了无人机植保时代。

日本家庭的餐桌上,每两碗米饭中就有一碗是用雅马哈无人机灌溉出来的。

当美国和日本的航空植保覆盖率早已超过50%以上时,到2017年中国的航空植保覆盖率还只有2.6%。

近几年,中国农业无人机迎来“大跃进”,保有量逆袭成了世界第一。

背后原因除了智慧农业利好的大环境,还有中国无人机自身的硬实力——一是成熟的产业链,二是高度自主创新能力。

中国民用无人机一定程度上受益于智能手机市场的发展。由于智能手机零部件大部分与无人机相似或重合,因此其成熟产业链的“红利”可以被无人机快速吃到。

而农业无人机,是在无人机产业链和技术已经发展得相当成熟的阶段,才开始启动。

到2020年,中国农业无人机每年作业量,已经达到十亿亩次以上。

航空植保领域,是一场“变道超车”。国用固定翼植保机,日本用直升机,中国则直接拿出自己的领先强项——多旋翼无人机,杀进了航空植保的市场,甚至杀进了对方的本土市场。

立方知造局通过多方途径了解,如今的日本植保无人机市场霸主,不再是雅马哈,而是大疆。

为什么东北人的无人机群特别多?

 

“这帮小屁孩,真的懂农业吗?”——来自农民网友。

所谓“小屁孩”,是指媒体聚光灯下,那些无人机企业产品负责人——也是当下中国科技领域的年轻精英。

农业无人机有自己独特的产品逻辑——农药漂移控制、穿透效果、精准定位技术、避障能力、电池寿命……哪样做不好,都可能成为致命短板

有用户抱怨,他明明将农田中间的一片鱼塘设置成了禁飞区,结果无人机还是无差别地给鱼塘喷了农药。

农业无人机必须遵循这样的一套成败逻辑:没有下过地,就没有发言权

当你的肤色接近下地的农民,你的产品才能得到他们的青睐。

另一个出人意料的事儿是:使用多旋翼无人机意愿度最高的用户群体,在东北

如果你在网上寻找农业无人机飞手群,就会发现,东北人的群特别多。

 

买农业无人机的,分享无人机经验的,吐槽炸机事件上了央视新闻的,都是东北人。

这是因为,多旋翼无人机从来没有想过与固定翼植保机“划江而治”,据立方知造局了解,大疆近些年植保作业量最高的地区,就是东北和新疆

农业无人机最成熟的应用,是小麦、水稻、大豆等粮食作物。而东北正是粮食重要基地,天然就是无人机的主战场。

已经在东北有数十年使用历史的固定翼植保机,完全无法对多旋翼无人机构成威胁。

首先与作业效率相关。相对于固定翼飞机,多旋翼无人机可以飞得更低,并通过旋翼产生的气流将水雾吹入农田,减少喷雾漂移造成的浪费,因此更加节省药水。这也是为什么北大荒集团等,用了几十年的固定翼植保机,现在也开始换用多旋翼无人机。

 

其次,多旋翼无人机甚至不需要考虑“存量替代”,直接可以做增量市场。

即便是国内植保作业面积最高的黑龙江,晚至2019年,全省植保渗透率也不足11%。

为什么会造成这种局面?

固定翼植保机的经营门槛太高,是核心原因。

高门槛让相关农垦集团面临亏损危机,无法扩充规模,也让普通农民和植保队进入无门,只能让巨大的增量市场一直闲置,直到多旋翼农业无人机的出现

这为新时代农民创业提供了一条新通道。

当然,创业有风险,投资需谨慎。审慎的建议留给个体,大胆的预估则献给潮流。

高科技、干净、体面,这些曾几乎不可能和农业沾边,在今天已成为现实。

以下是立方知造局与谢阗地先生的访谈内容——

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中国农业无人机的“生长”逻辑

立方知造局:中国农业无人机,包括整个农业航空,是近几年才发展起来的。中国农业无人机是在什么样的需求或契机下兴起的?
 
谢阗地:中国农业航空发端的背后,有一个耐人寻味的故事:
 
2006年,央视下属的一个机构去日本购买农业无人机时,遭到了扣压,理由是日本经济产业省认为这批机器可能涉及军用。所以购买的10台无人机,只交付了9台,第10台被扣了。
 

这件事情在当时对国内起到了一定的刺激作用,它让农科院、中国农大等机构院校意识到:农业无人机,中国只能搞自研,否则就会面临卡脖子的尴尬处境。
 
从那年起,相关院校开始发展中国自己的农业航空学科,并开展招生活动,既包括研究生,也包括本科生。
 
于是,2010年左右,第一批农业航空人才,开始陆续进入科研体系,并向社会溢出。
 
而这些人才的一个重要去向,就是无人机相关企业。大疆由于在业内积累了一定的声望,因此成了这些人才的一个不错的选择。
 
当这些人才集结起来时,水到渠成,农业团队也就因此成立。
 
所以,回顾这件事就会发现,无人机植保市场并非我们通常认为的“先有市场需求,于是成立相应团队”,而是伴随着对科研人才的培养,当他们走上社会,就自然聚集形成团队,构建起了研发能力。
 
尽管中国无人机企业在进入农业植保市场的时间先后稍有不同,但总体而言,中国农业无人机的起步,都是从第一批农业航空人才溢出到社会开始的。
 
立方知造局:中国农业无人机的研发与产品设计,有什么独特之处?
 
谢阗地:在产品迭代的过程中,我们发现,相较于传统民用无人机,农业无人机不仅需要做应用层面的变化,而是从整个研发设计上与传统航拍无人机不同。
 
我们不能简单地以“飞行平台+不同任务负载”的方式去构建农业无人机产品,这是一个误区。
 
应该围绕喷洒与播撒的结构需要,在结构外部去设计无人机的飞行系统、结构模块、机械部分,以及需要搭载的软件体系。
 
所以大疆从MG系列开始,开始按照这个思路开始迭代。尤其是T系列,是一个重要的转折点,也引领了农业无人机领域新的产品设计体系。

所以我们看到,农业无人机的产品发展历程,非常注重实际的下田操作,并不是“先出现市场需求、然后去迎合”那么简单。
立方知造局:中国各个区域不同的地理、气候环境,会对农业无人机有怎样的多样化需求?
 
谢阗地:东北、新疆那样的大片农场,与南方的小块农田之间,会有不同。但这背后真正产生影响的,不是地理因素,而是经济因素。
 
新疆有建设兵团机制,黑龙江有农垦机制,这些都是由建国初期的经济体系决定的;而海南之所以有大量连片土地,是因为它是一个经济特区,没有经历过土改,没有重新分配。
 
而现在的土地集约问题,取决于政府如何去做土地流转。
 
一个典型的案例是安徽某地,他们用流转的方式把很多农民零散的土地集中在一起进行种植规划,再用公社的方式集中管理。
 
这种方式有利于推动农业机械化和数字化,因此被新闻联播点评表扬过。
 
再如江苏,也有类似做法。
 
但除此以外,因为历史原因,南方大量的土地被切割得很零散。这就带来了一个经济问题:由于使用权零散掌握在各人手中,因此难以得到很好的规划与部署。
 
带来的结果是,农业植保服务无法批量化展开,导致成本很高。
 
比如,植保队用一个小时打完一片农田,转场去下一个地方可能需要花费两个小时,这对他们的盈利会产生很大影响。
 
所以中国农业植保面临的,主要是地区经济结构差异问题,地理因素倒在其次,也容易用技术解决。
 
立方知造局:未来土地流转进程会不会越来越快?
 
谢阗地:这要看国家战略。
 
2021年的一号文件提出的,是建设高质量农田,这是针对那些已经完成了流转、进行了连片化的农田进行机械化改造,甚至开始步入数字化。

在整个耕种管收4个环节的管理,数字化使得中央能够实时感知和监测土地情况,统一部署土地使用与休耕等事务。

从这个角度看,土地流转可能还不是优先级最高的问题
 
此前另外一个重点是扶贫。扶贫意味着很多地方的当务之急不是提升效率,而是先保证其有产出,或者开始商业化。
 
例如一些贫困地区,农业未能实现货币化,还停留在“自己种粮自己吃”的阶段,仅仅保证全家不饿,不可能花钱去采购任何服务。
 
只有先让他进入经济循环体系,他才可能有钱采购服务。
 
所以地区间存在很多差异,要解决的问题也相应不同。有的区域已经开始迈向农业数字化,而有的地方,则需要首先实现农业的商业化。

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精准农业:小飞机如何实现高效率?

立方知造局:东北或新疆那样的大型农田植保,用较大型的固定翼或单旋翼飞机是否效率更高?
 
谢阗地:这是一个常见误区。
 
其实大型飞机追求的只是总量最大,而多旋翼的效率才是最高的。
 
例如黑龙江很早就使用载人植保飞机,但这些年他们比其他省份更快投入到了无人机设备换代中。
 

 

设备更新背后的原因,一是精准,二是成本。
 
大型的飞机喷洒,无法做到减水减药,对增产增收也没有直接帮助,它是一种粗放的作业模式。而且大型飞机则常常需要过量的农药才能保证所有地方都喷到。
 
此外,大型飞机的作业时间实际上并不比多旋翼的作业时间少。
 
这就涉及到大家常有的另一个误区:将续航时间与效率简单挂钩。
 
农业无人机追求的不是长续航,而是药电配合。
 
例如40升载重的无人机,需要确保打完以后,电池最好只剩下10%,回来直接换电换药。否则如果40升打完之后,飞回来还剩50%的电,电池换还是不换?
 
如果再飞出去,就可能耗光电量后带回来没打完的药,就会降低效率。
 
所以农业无人机一块电池基本上只需要满足飞满12分钟,不会更长。
 

而只要做好药电配合,无人机可以按照测绘好的地图自动飞,飞手则在这个过程中在地面做配药,并给电池充电,这样一来,就可以保持连续作业的状态。
 
所以我们可以发现,单次的载重量并不决定整个事情的效率。大型植保机,如果计算地面准备时间、整箱药配置时间等,其实并不比多旋翼更快。
 
这也是为什么东北地区换多旋翼无人机的动力非常强。作为使用者,他们知道实际的痛点在哪。
 
立方知造局:还有哪些技术可能会对精准农业起到帮助?
 
谢阗地:在精准农业上的追求,没有极致。工程师会想出各种各样的办法来减水减药、增产增收。
 
例如此前我看过的一个视频,介绍了一种拖拉机,比无人机还要精准。通过激光雷达扫描,它可以精准计算出走过的路径有多少株秧苗,然后进行非常精准的点喷。
 
这是国外一家拖拉机公司通过人工智能实现的。尽管它还处于实验阶段,而且成本很高,看上去有些极端,但也是一种思路。
 
目前大疆主要用测绘技术来配合农业植保,这里面既包括图像语义,也包括多光谱监测。
 
多光谱可以监测到整块土地里面,氮磷钾含量的偏差度,那么在哪些地方应该施氮肥,哪些地方应该施钾肥,就可以根据监测数据进行变量控制,不该撒的地方可以不撒,需要补的地方就可以多撒,这就是所谓的数字化。

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农业无人机出海:被全世界欢迎

 

立方知造局:过去日本航空植保市场里,其本土品牌一家独大,大疆如何看待日本市场的机遇?
 
谢阗地:现在日本农业植保市场,中国农业无人机其实更受追捧。
 
日本在上世纪90年代到21世纪初都做得很好,可以说是全世界的典范。他们率先把所有农业飞机以及其他数据放在了日本的农业省,相当于农业部有了一个统一的可视化平台。
 
这在互联网刚刚兴起的时代,非常惊人。但是再往后,这些技术却并没有迭代。
 
而另一方面,因为传统的植保直升机很大、很难操作,有一个很完整的培训体系,培训完之后,有操作资格证的人收入也很高,就形成了一些既得利益集团。
 
这样一来,就没有很强的动力去吸纳更多的年轻人,或上线更新的技术。
 
于是,在想进入这一行业的年轻人觉得没有了机会的时候,他们突然发现,更加简单好用的中国无人机提供了新的机会。
 
而对于经销商来说,情况也很类似。
 
日本很多经销商的痛点,是老品类没有增长、服务不好等问题,而中国无人机的到来,提供了更好的服务和更新的技术。
 
因此几乎各方都很欢迎中国无人机。
 
所以这件事情并不是技术层面的问题,而是有点像经济或社会问题。当一种经济结构或社会体系限制了生产力,新的生产关系就一定会出来去发展生产。
 
所以中国无人机在日本做的不错,获得了很好的海外增长。
 
立方知造局:如何看待农业无人机的海外市场前景?
 
谢阗地:2022年,大疆会投入更多在农业无人机的海外市场上。因为我们注意到,包括中东、南美、东南亚等,农业植保需求都非常强烈。
 
一方面,中国的综合国力提升之后,不少国家有更强的意愿去研究中国到底哪些地方做得好,有哪些新东西,然后开始模仿。
 
例如很多东南亚国家,会对中国产品产生一种自然的信任。
 

 

所以这些年中国农业无人机在东南亚国家,在阿根廷、巴西等南美洲国家,都获得了不错的反馈。
 
包括无人机在内的一系列农业相关作业模式、产品,开始进入他们的视野,也就相应形成了市场机会。
 
现在中国有兴趣与更多国家在农产品层面上达成合作,这个通道就更宽了。


最后,立方逮着谢老师,给无人机爱好者们一个彩蛋。
 
立方知造局:如果我现在要DIY一架无人机,哪些零部件可以从中国厂商那里购买,哪些还需要依赖国外?
 
谢阗地:所有零部件,都可以从中国厂商购买。
 
我们要问的反而应该是:如果我想在美国DIY一架无人机,哪些零部件需要从中国购买?
 
民用无人机一直是中国领先,尤其是电子制造方面的资源,可以说中国有全球最好的优势。较上游的电子零部件,大多也是中国造的,尤其是在开发者领域有许多支持DIY的方案。
 
反而美国国防部,2018年设想开发一种完全“美国制造”的“蓝色无人机计划”,直到现在也不算完全实现了。
 
从飞行平台的角度,并没有什么罕见的零部件。此前也有外媒拆解我们的产品得出结论:绝大部分零部件都是通用产品,所有零部件在中国都能找到供应商。
 
但是如果有特殊的负载单元,或者有特殊的性能指标要求,需要国内不强甚至不存在的行业去供给,那就没办法了。

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