本文作者 Chris Anderson 為 3D Robotics 和 DIY 無人機組織的創(chuàng)始人，是《2014MIT突破性科學技術(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，無人機是一種低成本的空中攝像平臺：有不少是固定翼飛機，更多的是四軸或多軸飛行器。這些無人機裝配了自動巡航的 GPS 導航系統(tǒng)以及由巡航系統(tǒng)自動控制的標準攝像機；地面的軟件可以讓無人機拍攝高分辨率的地面圖片。無人機的巡航軟件采用傳統(tǒng)的無線電來控制無人機的飛行，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，無人機拍攝的圖像成本更低，而且分辨率更高。因為無人機的飛行高度不存在云朵，所以可以隨時、無障礙地拍攝照片。而且無人機的成本也比載人飛機的成本低，載人飛機每小時收費 1000 美元，而農(nóng)民們現(xiàn)在可以買到的農(nóng)業(yè)無人機價格不到 1000 美元。

農(nóng)業(yè)無人機能變得如此小巧、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，異常強大的處理器以及多頻無線電。感謝這些組件在智能手機領(lǐng)域的廣泛應用，所有的這些組件的性能前所未有地越來越強，價格也越來越低。無人機的核心——自動巡航軟件，一般是由 DIY 無人機組織基于開源軟件編寫的（文章作者創(chuàng)辦了 DIY 無人機組織），沒有使用航天領(lǐng)域昂貴的代碼。

無人機可以為農(nóng)民提供三種類型的詳細信息。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。現(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。推土機可以前往預定的位置精準地在幾厘米的距離上自動均勻地播種，GPS 定位的收割機可以準確地收割作物。通過無線網(wǎng)絡(luò)，土壤濕度、環(huán)境因素等信息全部發(fā)送到遠方的服務(wù)器供專家進行分析。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，就解決了這個世紀的核心問題。

農(nóng)業(yè)無人機正在變成像其他消費級產(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)境和食物的化學負擔。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飛來飛去。