李明：讓無人機在田間起舞

說起無人機，大多數(shù)人最先想到的可能是航拍，操作者通過遙控小巧的無人機，就能拍攝出震撼人心的城市俯瞰圖。其實，無人機的應(yīng)用領(lǐng)域除了航拍還有農(nóng)業(yè)。在湖南農(nóng)業(yè)大學，有一位教授在農(nóng)用無人機領(lǐng)域不斷耕耘，結(jié)出累累碩果。他就是湖南農(nóng)業(yè)無人機的“先行者”——李明。

李明（圖/《湖南農(nóng)業(yè)大學報》）

沿著長沙紅旗路一路駛向湖南農(nóng)業(yè)大學，道路兩旁的高樓中“夾”著一片城市里難得一見的稻田。綠茸茸的雜草已從土壤中冒出尖芽，將雨后的大地染綠。

這里是湖南農(nóng)業(yè)大學雜交水稻的育種實驗基地，也是李明和他的農(nóng)業(yè)植保無人機的“飛行基地”。

身為湖南農(nóng)業(yè)大學教授、博士生導師的李明，2014年接觸農(nóng)業(yè)無人機后，就一發(fā)不可收拾，是個名副其實的“田間教授”。

暗下決心改變傳統(tǒng)農(nóng)耕方式

李明團隊研發(fā)的植保無人機（圖/華聲在線）

李明出生在湖南省岳陽市平江縣一個偏僻的小村寨，一家人以務(wù)農(nóng)為生，每到播種和豐收的季節(jié)，家中老小都要圍著那一畝三分地“團團轉(zhuǎn)”。落后的耕作方式將所有人束縛在了田地里，收成卻依舊不盡如人意。從那時起，年少的李明便暗下決心，希望有朝一日能夠改變傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的耕作方式。

2005年，李明被中南大學機電專業(yè)錄取，開始了他的圓夢之路。2007年，因為各方面表現(xiàn)優(yōu)秀，他被選派到日本東京大學深造，學習先進的農(nóng)機制造技術(shù)。在日本的留學經(jīng)歷，讓他真切感受到了科技發(fā)展的重要性。“日本的農(nóng)業(yè)機械化程度很高，無人機應(yīng)用率達30%以上，而當時我國農(nóng)業(yè)機械化水平還比較低，更談不上智能化。”

學成歸國后，李明收到了國內(nèi)多所高校的邀請，他最終選擇到湖南農(nóng)業(yè)大學任教，為家鄉(xiāng)培養(yǎng)更多農(nóng)業(yè)機械領(lǐng)域的人才。除了教書育人，他還從事精準農(nóng)業(yè)傳感信息采集與智能裝備研究，農(nóng)業(yè)無人機就是其最具代表的科研成果之一。

跨出智慧農(nóng)業(yè)第一步

作為智能無人機的代表，農(nóng)業(yè)無人機可適用于多個領(lǐng)域，包括農(nóng)業(yè)植保、土地和環(huán)境監(jiān)測、農(nóng)業(yè)遙感等，其中運用得最廣的就是植保無人機。

農(nóng)藥是最基本的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)物資，但是，農(nóng)藥過量使用引發(fā)的農(nóng)殘超標、破壞生態(tài)環(huán)境等問題也隨之出現(xiàn)。如何借助先進農(nóng)機提高農(nóng)藥有效率，降低對環(huán)境和人的危害，成為近年來湖南農(nóng)機部門探索的方向。

2012年，湖南開始在全省推廣植保無人機，并對植保無人機的噴藥效果進行了大面積的系統(tǒng)檢測，開啟了湖南農(nóng)業(yè)植保無人機的“第一飛”。

曾在日本留學的李明，比任何人都清楚湖南在農(nóng)業(yè)無人機領(lǐng)域的研發(fā)歷程。2012年，湖南省農(nóng)業(yè)無人機的生產(chǎn)技術(shù)非常不成熟，很多企業(yè)都是引進日本的技術(shù)和材料，經(jīng)過多年的自主創(chuàng)新，目前湖南省的農(nóng)業(yè)無人機研發(fā)技術(shù)已趕超日本。

“現(xiàn)在日本的多旋翼無人機，從材料到控制系統(tǒng)，都是從中國進口的。”這讓李明無比驕傲。

而植保無人機在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的優(yōu)勢，更是傳統(tǒng)操作無法企及的。

以李明團隊研發(fā)的3WX6-10植保無人機為例，該無人機可承重10千克農(nóng)藥，平均10分鐘可為超5000平方米的稻田噴灑農(nóng)藥，一天最多可為約13萬平方米稻田進行植保作業(yè)，比傳統(tǒng)的人力噴灑效率提高了幾十倍。另外，這款無人機操作靈敏、施藥方便，不受地形及作物高度限制，水田、丘陵、山地以及高桿作物都可使用，且操作簡單、效率高、農(nóng)藥噴灑覆蓋好。

“植保無人機的霧化程度高、下壓力強，可把農(nóng)藥直接噴到作物的葉片和根部，每平方米用藥量較常規(guī)噴灑大大減少。”李明介紹，相比傳統(tǒng)方式，植保無人機可節(jié)約70%至80%的水，節(jié)約30%的藥物。

2016年發(fā)布的《湖南省“十三五”農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展規(guī)劃》，提出將加快超低空遙控飛行植保機規(guī)范作業(yè)和控飛管理系統(tǒng)建設(shè)。

同年，植保無人機首次納入湖南省農(nóng)機補貼機具范疇，按照“自主購機、敞開補貼、先買后辦、縣級結(jié)算、直補到卡”的模式，以1.6萬元/架的標準，對從事植保無人機作業(yè)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營組織進行補貼。

如今，無論是在偉人故里韶山、洞庭湖畔的常德，還是偏遠的江華瑤山，植保無人機已經(jīng)在越來越多的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)地區(qū)被推廣應(yīng)用。

低空遙感助力“手機種地”

農(nóng)業(yè)植保跨出“第一步”后，智慧農(nóng)業(yè)迎來了廣闊的發(fā)展前景。

傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)田間管理要看天看地看作物，而隨著農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展，農(nóng)民也可以成為看手機種地的“低頭族”。

“無人機從稻田上方低空飛過，管理員通過機載遙感設(shè)備，可以清楚地了解植株的生長情況，并根據(jù)數(shù)據(jù)分析，第一時間掌握植株的生長狀態(tài)。”這是李明描述的未來智慧農(nóng)業(yè)美景。

繼植保無人機的研發(fā)后，李明和團隊開始著力于農(nóng)業(yè)無人機在低空遙感領(lǐng)域的研究。“低空遙感目前在世界上處于研發(fā)階段，該技術(shù)將在動植物生長發(fā)育、環(huán)境調(diào)查、城市管理、災(zāi)害監(jiān)測等諸多領(lǐng)域發(fā)揮重要作用，是智慧城市、智慧農(nóng)業(yè)的核心。”

李明介紹，相比傳統(tǒng)遙感，無人機的多光譜遙感可見光波段的圖像易于采集，空間分辨率高，獲取成本低，如果能與無人機噴施技術(shù)結(jié)合，將為無人機精準農(nóng)業(yè)、病蟲害分析等領(lǐng)域提供新方法。

而要實現(xiàn)這一技術(shù)，李明和團隊要解決的不僅僅是硬件設(shè)備，還包括軟件平臺。

李明表示，比起硬件研發(fā)，智慧農(nóng)業(yè)的軟件開發(fā)更需要大量的技術(shù)投入。“一套完整的農(nóng)業(yè)無人機低空遙感系統(tǒng)，除了無人機裝載設(shè)備，還需要農(nóng)業(yè)生產(chǎn)智能診斷技術(shù)與平臺、農(nóng)田智能和自主作業(yè)系統(tǒng)等多個現(xiàn)代農(nóng)業(yè)體系。”

“農(nóng)民只需要通過手機等智能終端進行遙控，就可以實現(xiàn)對農(nóng)田種植信息的智能采集、智能分析與決策，以及對智能農(nóng)機作業(yè)的全過程管理。這才是未來智慧農(nóng)業(yè)的主要形態(tài)。”

“盡管目前我們面臨不少困難，但是我們有信心。”在李明眼里，未來，飛翔的農(nóng)業(yè)無人機定將改變傳統(tǒng)的耕作方式。（據(jù)湖南民生網(wǎng)、華聲在線）※