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5G推动AI赋能 农业无人机迎来新发展契机

2020-10-21 14:54     中国发展网

 

中国发展网10月14日讯  “中国自古是一个农业大国,不管是信息采集平台还是病虫害防治,农业领域航空技术应用需求巨大。5G、AI人工智能技术将会把无人机航空植保产业提升到新的维度。”在昨天上午北京亦庄国际会展中心召开的“2020全球无人机应用及防控大会”上,国家农业信息化工程技术研究中心主任、首席科学家、中国工程院院士赵春江对5G和AI技术带给农业无人机的新发展契机寄予很高的期望。

国家

现状

优势

问题

美国

航空施药的大国,农用飞机4000多架次以上,固定翼87%,旋翼13%,年航空植保作业面积3200万公顷,65%的化学农药采用飞机喷洒。

完善的农业航空技术、产业、组织服务体系;技术研究深入,并且紧密服务于农业生产;拥有强大的农业航空组织体系;大力扶持农业航空产业额,投入农业航空科研研发。无人机应用于植保病虫害诊断,服务精准施药;

UAUA严格限制,在农业上商业应用原则上是不批准的。

巴西

目前有242家航空植保服务公司,2083架农用飞机,全世界排第二。固定翼2000多架占80%。

发展特别快,巴西大豆占农业航空作业面积的27.3%,水稻占农业航空作业面积的33%。

研究、技术储备不够,喷药后的环境没有得到关注,农用航空施药面临巨大压力。

澳大利亚

目前拥有300架农业飞机,从业人数大概4000人。

航空施药大国,政策较完善,开放度较高。拥有469个会员的AAAA农业航空协会,非常注重农药在航空施药过程当中的漂移以及植保作业后的防治效果,严格植保的作业规范。

日本

目前日本有2688架无人飞机,有14000余操控手,作业面积达到106.1万公顷,整个占日本耕地面积的37%。

无人直升机在水稻里的作业面积非常大,最大载荷能达到39.5公斤。日本在发展无人机同时注重航空植保施药剂型的研发。政府协会协同管理。

韩国

2015年植保无人机数量就达到169架,主要分布在水稻种植区。

对植保无人机的接受程度较高,市场相对开放,90%的遥控无人机都属于韩国国家农业合作联盟。

欧洲

20世纪八十年代,欧洲共同体(欧盟前身)出台行动框架,提议其成员国全面停止农业航空施药应用,立法禁止航空施药。

中国

专用的农业航空的药剂剂型非常落后,

全球农业植保机发展现状及趋势

赵院士先是分别介绍了美国、巴西、澳大利亚、日本、韩国这几个主要国家农业植保机的应用现状、优势发展模式及各自的问题,重点介绍了中国目前农业植保机应用的情况。

目前中国植保体系是以地面植保机械为主体,航空植保为补充的体系。在南方山地丘陵地区,由于地面机械不能行走和行走比较困难,所以南方小型无人机在航空植保领域应用非常普遍。北方例如黑龙江、新疆地区,大部分还是以有人驾驶的大飞机进行航空植保作业。

目前中国的航空只要质量监测和评价技术严重滞后,已经无法满足当前的应用需求,亟需研发新型施药质量快速、精准、客观的施药质量监测、评价技术和仪器设备。赵院士呼吁目前中国亟需施药的机理分析研究和施药模型构建,设计优化航空施药装备和作业流程,完善作业质量评估检测手段,形成系列化标准以此来提升航空施药产业水平和作业效率,同时未来航空植保产业模式将由购机补贴转向作业补贴。

中国航空植保现状与问题

赵院士介绍道,从国家政策支持来看,2014年中央一号文件“推进农业科技创新”。而且特别指出要“加强农用航空建设”。2015年农业农村部制定了《到2020年农药使用量零增长行动方案》,农业好昂空技术作为高工效关键技术之一,是实现农药用量零增长目标的重要环节。2020年中央一号文件“加快大中型、智能化、复合型农业机械研发和应用,支持丘陵山区农田宜机化改造。”政策连续支持我国农机科技化的进程。近年来,在航空施药漂移沉积机理、机载专用装备、施药质量检测监测等方面形成了完整的完整国产化技术。

目前国家现在非常支持农业航空植保这一块。早期2000年至2010年,无人机无人管情况比较普遍,伴随很多事故安全隐患巨大。由于无人机是由国家民航总局管理,相应管理细则有待推出。另外目前国家没有统一制定航空植保机器的购买补贴目录,各个省根据各自实际情况制定相应的植保服务政策补贴。今年农业部的农业计划司制定了全面的航空植保作业补贴,包括购机补贴方案,也会加速我国航空植保快速发展。

    其次在垦区和林区有人驾驶飞机施药面积逐年显著增加,由于有人驾驶飞机安全可控,且施药更加精准,北方特别是大面积地区,有人驾驶飞成为主流。但南方因为地块特别小,所以小型无人机UAA比较合适。我们国家专业化无人机航空植保服务从2008年到2015年属于萌芽发展阶段,到2016年至今属于高度发展阶段,2016年中国无人机量已经超越日本,2019年达到5.5万架,作业面积达到5亿亩次,2020年预计将突破10亿亩次。特别是新冠疫情期间专业化、社会化的服务迎来大幅增长,同时植保无人机产业发展带动相关产业发展。

无人机作业对象逐渐细化,作业对象细分到小麦、水稻等农作物,市场逐步走向成熟,人机施药技术逐渐趋向精准化和智能化,作业路径自主规划引导也愈发数字化智能化。基于药液沉积运动规律的精准施药技术逐步体系化、产业化。

目前我国农业航空发展水平与现代化要求并不相称,跟美国比较差距显而易见,特别是大型飞机航空施药装备还在依赖进口,专用药剂的研发虽然得到了人们的广泛关注,但国产化的过程仍然任重道远。最后植保无人机标准、监管非常滞后、审批程序不仅多且繁杂,希望我们的制度建设可以跟得上中国农业植保无人机突飞猛进的发展。

5G、AI技术赋能我国植保无人机产业发展

近年来,航空技术带动中国无人机技术迅速发展,无人机应用领域不断扩大。新机型、新型材料、新技术发展很快。未来中国农业航空将是有人机跟无人机互补共存,有人机更加智能化、自主化,无人机的载荷、续航能力、可靠性进一步提升。赵院士展望道。

    赵院士认为,随着AI人工智能快速发展,无人机群航空植保作业将是一个巨大的应用场景。例如多架无人机同时起飞,相互间控制管理,将会大大提高农田作业效率。目前一架小型无人机一天作业的面积仅仅500亩左右,如果同时放飞五架通过人工智能技术协同作业,效率将会提升很多倍。

   

【责编:郝爽】
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