本文作者 Chris Anderson 為 3D Robotics 和 DIY 無人機(jī)組織的創(chuàng)始人，是《2014MIT突破性科學(xué)技術(shù)》榜單的第一名。

突破點：裝配攝像頭等傳感器的易用無人機(jī)價格低于 1000 美元。
 

突破理由：對作物的密切監(jiān)視可以提高水的使用效率和病蟲害管理。
 

主要參與者：3D Robotics、Yamaha、PrecisionHawk

Ryan Kunde 是一位葡萄酒商，他的家族在舊金山南部的一座小鎮(zhèn)上擁有一個葡萄莊園。但是 Kunde 并不是一位普通的農(nóng)民，他還是一名無人機(jī)操作師，跟他情況類似的農(nóng)民還有很多。他使用曾經(jīng)專屬與美國空軍的技術(shù)，通過從空中采集圖片，用多種傳感器以及機(jī)器人來獲得數(shù)據(jù)，他是美國農(nóng)民中利用大數(shù)據(jù)實現(xiàn)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的一批人。

對于 Kunde 和越來越多像他一樣的農(nóng)民來說，無人機(jī)是一種低成本的空中攝像平臺：有不少是固定翼飛機(jī)，更多的是四軸或多軸飛行器。這些無人機(jī)裝配了自動巡航的 GPS 導(dǎo)航系統(tǒng)以及由巡航系統(tǒng)自動控制的標(biāo)準(zhǔn)攝像機(jī)；地面的軟件可以讓無人機(jī)拍攝高分辨率的地面圖片。無人機(jī)的巡航軟件采用傳統(tǒng)的無線電來控制無人機(jī)的飛行，包括設(shè)計飛行路徑，最大程度地覆蓋葡萄園的面積，控制攝像機(jī)以方便之后的圖像處理。

在低分辨率狀態(tài)下（即飛至 120 米的高空觀察作物，這是美國政府規(guī)定的無人飛行器的常規(guī)飛行高高度，再高了就需要向空管部門報備），可以讓農(nóng)民看到以前沒有看到的圖像。跟衛(wèi)星拍攝的圖像相比，無人機(jī)拍攝的圖像成本更低，而且分辨率更高。因為無人機(jī)的飛行高度不存在云朵，所以可以隨時、無障礙地拍攝照片。而且無人機(jī)的成本也比載人飛機(jī)的成本低，載人飛機(jī)每小時收費(fèi) 1000 美元，而農(nóng)民們現(xiàn)在可以買到的農(nóng)業(yè)無人機(jī)價格不到 1000 美元。

農(nóng)業(yè)無人機(jī)能變得如此小巧、廉價、易用全都仰仗于這些技術(shù)的巨大進(jìn)步：微型微電子控制傳感器（加速器、陀螺儀、磁力儀、壓力傳感器），小型 GPS 模塊，異常強(qiáng)大的處理器以及多頻無線電。感謝這些組件在智能手機(jī)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，所有的這些組件的性能前所未有地越來越強(qiáng)，價格也越來越低。無人機(jī)的核心——自動巡航軟件，一般是由 DIY 無人機(jī)組織基于開源軟件編寫的（文章作者創(chuàng)辦了 DIY 無人機(jī)組織），沒有使用航天領(lǐng)域昂貴的代碼。

無人機(jī)可以為農(nóng)民提供三種類型的詳細(xì)信息。第一種，從空中觀察作物，幫助農(nóng)民發(fā)現(xiàn)灌溉問題、土壤問題，甚至還能發(fā)現(xiàn)肉眼無法發(fā)現(xiàn)的蟲害和菌害。第二，空中的攝像機(jī)可以提供多層次的圖片，既可以采集到普通的視覺光譜照片，也能拍攝紅外線照片，幫助農(nóng)民發(fā)現(xiàn)肉眼無法看到的作物健康問題。第三，無人機(jī)每周、每天甚至每小時都可以飛一次，可以提供按時間排序的動畫，演示作物的生長變化，為更好的作物管理提供機(jī)會或者發(fā)現(xiàn)問題。

這是數(shù)據(jù)驅(qū)動農(nóng)業(yè)發(fā)展趨勢的一部分?，F(xiàn)在的農(nóng)場充滿工程奇跡，高度自動化和各種創(chuàng)新讓農(nóng)民出最少的勞動力種出更多糧食。推土機(jī)可以前往預(yù)定的位置精準(zhǔn)地在幾厘米的距離上自動均勻地播種，GPS 定位的收割機(jī)可以準(zhǔn)確地收割作物。通過無線網(wǎng)絡(luò)，土壤濕度、環(huán)境因素等信息全部發(fā)送到遠(yuǎn)方的服務(wù)器供專家進(jìn)行分析。如果我們可以更全面地掌握土壤中的水分含量，更主動地發(fā)現(xiàn)灌溉、蟲害問題，對農(nóng)場有更全面的了解，會發(fā)生什么？這種問題已經(jīng)不再難以解決。我們期待到了 2050 年還能滿足全球 96 億人口的糧食問題。農(nóng)業(yè)是投入與產(chǎn)出的關(guān)系。如果我們降低了投入（水和殺蟲劑），同時保持相同的產(chǎn)出，就解決了這個世紀(jì)的核心問題。

農(nóng)業(yè)無人機(jī)正在變成像其他消費(fèi)級產(chǎn)品一樣的工具，我們已經(jīng)開始探討它能為我們做些什么。Ryan Kunde 希望能降低灌溉次數(shù)、殺蟲劑的使用量，這樣他就可以釀出更好的葡萄酒。獲得更多、更好的數(shù)據(jù)可以降低用水量，降低我們對環(huán)境和食物的化學(xué)負(fù)擔(dān)。從這一角度來看，原來的軍方技術(shù)最后很有可能會變成人人稱贊的綠色科技，以后在農(nóng)場出生的孩子每天都可以看到頭頂上嗡嗡的無人機(jī)飛來飛去。