极飞的终极梦想
极飞的终极梦想
媒体报道
2018-07-13 15:31
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官方新闻
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2018-07-13 15:31
极飞的终极梦想

来源:《现代农业装备》文 / 宾 果

极飞是一家有着宏大理想的公司,她不仅仅要实现自己的梦想,更希望为中国亿万农民打造一个梦工厂,让科技之光照亮每一个新农民的梦,让他们的梦想随着中国农业现代化的到来而成为现实。

极飞是一家有着互联网基因的公司,这种基因和它的创始人彭斌的身份有关——彭斌出自微软,沉浸互联网多年,而另外一个创始人龚槚钦则有着艺术家气质和探险精神。当互联网遇到艺术,当科技遇到探险,极飞迸发出无可阻挡的能量。在中国,在世界,极飞开启了一场寻梦之旅。

十年潜渊只为一飞冲天

2007 年极飞科技创立。在随后的几年里,极飞的无人机在多个领域都有应用:物流、消防甚至科考。曾经有一度,极飞为顺丰生产的快递无人机在深圳与惠州之间往来频繁,从某种程度上说,能伴上发展迅猛、资本雄厚的顺丰,对极飞这样一家名不见经传的创业型公司来说,也许是一次不容错失的机会。

但是,没有。在当时,尤其是物流无人机也许会是一个潜在的庞大市场,但其安全性不容忽视,由于负重量大,而且要在人流密集区穿行,飞行高度要求高,所以其安全监管等要求严苛,这也意味着物流无人机在小范围内应用也许没有问题,但是一旦大规模生产,可能会受制于现实条件的困囿。这时,极飞已成立5年了,经过5年的“游戏市场”,极飞需要一个机会去转型,并明确自己未来发展的方向。

几经思考和甄选,最终,植保无人机成为极飞确定的目标。

极飞做出这个选择的时候是2013年,这一年也是中国植保无人机刚刚起步的时候。植保无人机在我国应用的主要原因源于我国“水稻全程机械化”、“加快植保机械研发”等发展战略,尤其是十二五期间,农业部部署了农作物病虫害专业化统防统治行动。众所周知,专业化统防统治已成为我国病虫害防治的一个主要手段和途径,但制约其发展的主要原因是大型机械无法进地,而无人机则解决了植保机械进地难题,这一政策背景为无人机植保市场的形成奠定了良好的基础。

从另一个角度看,选择植保领域还因为其庞大的市场。在“18亿亩红线”的政治前提下,现有的植保无人机单是进行农药喷洒服务,定价在7~10元/亩之间、每亩地每年的喷洒频率在4~7次左右,这个数字已极其惊人了。如果仅靠人工来完成这项工作,其难度可想而知,与这一需求相悖的是,中国农村青壮年劳动力逐渐稀缺,人力成本日益增加,加上农药对人体伤害较大,年轻人不愿意进行农药喷洒,而植保无人机可远距离遥控操作,避免了喷洒作业人员农药中毒的危险,保障了喷洒作业的安全。

从一家普通的无人机公司转型为专注农业植保无人机公司的那一刻起,极飞就面临一个严峻的问题——当他们研发出第一代植保无人机的时候,没有人买他们的飞机。在当时,农机购置补贴政策已推行近10年了,作为一个新生事物,植保无人机不可能享受到这项政策红利,此外,无论是地方农机推广部门还是农民对其都持观望甚至怀疑的态度。怎么办?极飞很快做出了决定:不卖飞机卖服务。

新疆,是极飞扎根的第一个地方。

这是一段漫长、艰苦且充满挑战的日子。由于大部分员工来自广东本土,对新疆的气候和生活习惯极为不适,但是这些年轻人为了共同的梦想,他们坚持了下来。在长达2 年的时间里,无论是彭斌还是龚槚钦还是他们的研发工程师都曾数次长时间驻扎在那里,每在广州研发出新一代产品,就要拿到新疆的试验田地里“下地”实践,直到通过检验,才回到广州进一步研发和量产,力争每一款产品都是接地气且能解决实际问题的。农用无人机的科技创新与其他产品不同,所有实验室里的设想,都必须在田间地头通过无数次的喷洒测试来验证实际效果。极飞人不仅在新疆发现了农用无人机的广阔市场空间,技术也是在这片农田上得到了完善和革新。

4 年里,极飞投入数亿巨资,将新疆的“极飞农业”打造成全球最大的农业无人机基地,农忙时节那里每天要调度 1 000 多架植保无人机,上万个飞行架次,一天就可以充 36 000 组无人机电池。

植保服务规模的壮大离不开极飞位于广州的研发大本营,这个有着200多人的研发团队一直极其低调地隐身于新疆植保团队的身后,其研发能力也并未引起外界过多的关注,自2014 年推出第一款极飞植保无人机后,2015年4月又推出第一代P20植保无人机,但是情况在2016年发生突变。这一年10月,极飞一次性推出三款机型,除了P20升级版P20·2018款植保无人机,还发布了P30·2018款植保无人机和P10·2018款植保无人机。从命名上也可以看出,P30·2018的配置更高,而P10·2018则是低配版的P20·2018。三者在产品定位上明确区分,能够全面适应不同农田环境,满足更多用户的植保作业和设备需求。

这 3 款由极飞全自主研发的智能植保无人机在业界引发爆炸性轰动效应,业界称其为最具野心和竞争力的公司。

做到极致才能飞得更远

2016 年 10 月的那场发布会让业内看到了极飞可怕的竞争力,这种竞争力正来自于极飞无人机的领先技术。

RTK 导航系统,误差达到厘米级。截至 2016 年,中国的农作物综合机械化水平已突破 65%,但是植保机械化程度非常低,在许多地方,仍以背负式药箱打药为主,虽然够“精准”但效率太低,且随着城镇化的推进,农村劳动力日渐不足。近几年使用拖拉机进行喷药使作业效率大大提高,但作业的精准面临考验。

从第一次在新疆开展植保服务开始,极飞就希望能解决鱼和熊掌兼得的问题。通过 3 年的尝试, 极飞终于证明了无人机的作业效率能够超过拖拉机和大型飞机,也能够比人工喷洒更加精准,其核心技术正是RTK。这项一直广泛应用于军事领域的技术首次被应用于农业,实现了厘米级定位,据称误差不会超过一张名片厚度。RTK 的另一个重要作用是帮助极飞实现夜晚作业,而夜间作业正是极飞农业的核心优势。一般农忙的作业季是 7~9 月份,白天天气炎热,作业时间被大大降低,而夜间飞行延长了作业时间,而且光照会诱导虫子出来,施药效果会更显著。但是如果没有RTK的精准导航,那么飞机就无法将药物喷到作物的最上方。极飞正是凭借这项技术向更多人证明,植保服务不只是将药物喷洒到农作物上,还需通过大量的实验和验证来找到最优的喷洒方案。

依靠自主创新和制造的飞控系统、RTK 定位模块,极飞的无人机不仅可以实现全自主飞行和夜间飞行,飞行精度从米级提升到了厘米级,效率更是相当于人力的 60~80 倍。

通过多次爆光可以清楚地看到飞机的飞行轨迹,它正在作物的上方平行飞行,保证了药物的有效喷洒。这得益于 RTK 精准导航。

雾化及变量喷洒系统,减少农药污染。有数据显示,中国每年农药和化肥使用量占全世界的35%,而中国的耕地面积仅占世界的 7%。2015年,农业部正式启动“到2020年化肥农药零增长”行动,《到2020年化肥农药零增长行动方案》要求“推进精准施肥,改进施肥方式”。极飞的RTK完成了精准施肥的要求,其雾化及喷洒系统正是施肥方式的重大突破。据介绍,极飞的雾化系统可以把农药雾化到70 um以下,这个细度可以直接穿透到昆虫的皮肤里去,也可以直接穿透到植物的叶片。

极飞的一位负责人称,“传统无人机的喷洒系统用的都是高压喷头,高压喷头只有一个孔,压力越大喷得越细,但是这里面有一个很大的风险点:农药在水中的融解度有时并不完整,这时就会有颗粒,如果是水融剂还好,如果是油剂,悬浮剂颗粒或者乳液就很容易堵塞喷头,一旦堵塞的话这个喷头就等于作废了;还有一种情况就是喷头被堵后,飞机会进行无效作业。”为了解决这一问题,极飞研发了高速智能离心雾化系统。这个系统的核心部件是喷盘,利用磁悬浮技术,使喷盘悬浮于喷药系统内,避免了传统无人机中因轴承摩擦而影响喷药效率问题。喷盘上有几十个小孔,通过对喷盘加速旋转以后,将药甩出去,由于孔足够大足够多,所以喷盘不会被堵塞。飞机作业时,只要通过电机来旋转喷盘,速度就能控制它甩出去的力度,也能控制它雾化后的颗粒的大小,这项听起来玄之又玄的技术之前一直被法拉利用于其雾化喷漆,这样的喷头要几百万一个。在过去的四年里极飞一直在钻研这项技术,2016年,这项技术被应用于极飞的产品中,并达到国际最高的雾化水平,并且把价格降到了几十块钱一个。由于这个喷盘被安装在罗旋桨下面,罗旋桨在运动时就会带着气往下压,完美解决了农药飘移问题。

高智能雾化喷盘

除了喷盘,极飞的喷药系统中还有一个核心技术就是泵。普通无人机上的高压喷头用的是普通水泵,这种水泵存在一定的安全隐患,因为农药通常是有腐蚀性的,尤其是一些酸性药液腐蚀性更高,其在经过水泵时难免会和里面的部件接触并腐蚀飞机内部件,导致飞行事故。为了解决这一问题,极飞采用的是医疗系统的泵,这种泵原来只在医院重症监护室的透析室里使用,这个名为蠕动泵的技术能保证液体在管里流动时不碰触到泵里的部件,极大地保障了飞机的安全性。为了研发这种可以应用于农用无人机上的蠕动泵,极飞和 3M公司进行了跨界合作。“这项技术看上去简单其实难度也非常大,我们以每分钟几千次的频率挤压这个管子,这个管子的承受力是有限的,如果是普通的橡胶管的话可能两分钟就碎了,这项技术对材料科学非常考验。”通过长达数年的合作,极飞研发的蠕动泵可以飞两万亩都不会破损,“这个管子原来是1000美金一条,现在我们也把它降到几十元钱一条,我们的所有研发都是围绕如何把农药精准安全地喷洒出去。”极飞的负责人说。

如果说以上技术足以令人惊叹的话,那么更为神奇的则是极飞的变量喷洒系统。所谓变量喷洒是指喷药系统会根据飞机飞行的速度快慢来决定喷撤的药量,这个系统完美解决了精准施药问题。如果是传统高压喷头的话是无法做到这一点的,因为飞机骤停时压力还在,药液还会往外喷。日本农林水产省要求无人机在停下的一秒内喷头不能再喷药,这个技术叫秒起停,目前全世界只有极飞能做到。2017 年极飞进军植保无人机大国日本市场,凭借的正是这个技术。

除了喷药系统外,极飞还研发了自动装药系统。据统计,中国每年大约有20万人会农药中毒,这是直接中毒的人数,还有大量的慢性中毒。如何实现装药自动化,避免人药接触是极飞一直想解决的问题。依靠极飞的智能平台,当飞机接收到要去打药的指令后,飞机会和卫星同步,卫星会把该块地的相关信息传给飞机,比如块地面积,喷药所需时间、航线规划、所需药量等,药箱上面的芯片会记录下这些信息。当这个药箱放入灌药机里时,灌药机会同步读取这些信息,并为其灌入相应药量。当药箱放回飞机后,飞机会对药箱进行校对,如果是飞机需要的药量就可以起飞,否则飞机就会锁死。另外,该系统还能自动检测电池是否够完成这次飞行任务,如果不够系统会要求更换电池。

智能电池管理系统,消除安全隐患。除了精准定位和精准施药,极飞的另一创新是解决了电池的问题。长期以来无人机的续航能力一直被业界诟病,但是极飞的回答极其霸气:“电池并不是我们的痛点,因为我们的续航能力是30分钟,已做到业内最高,对于小地块这样的续航能力完全没问题。对于大面积作业,我们通常是几十架甚至上百架飞机同时作业。”那么极飞要解决的电池问题是什么?

传统的无人机电池一直有充放电不平衡问题,这个问题是飞行安全中的一大隐患。据介绍,极飞的电池里共有12片电芯,如何保证这12 片电芯在充放电过程中始终保持平衡?这就是极飞非常核心的技术——电池平衡系统,这项技术目前鲜有公司可以做到,特斯拉是其中一家。

此外,不同于传统无人机电池的软包装,极飞的电池是用镁铝合金和钛纤维包装的,这种包装可以保证电池在任何事故中都不会发生燃烧和爆炸。农业无人机每年都会有很多自燃的事故,从安全角度讲,极飞的电池从根本上解决了无人机的安全隐患。

智能管理系统的另一个特点是电池有安全保护功能。由于电池和飞机在购买后需要通过微信把二维码绑定在固定帐户上,假如电池被偷,在其他飞机上是无法使用的,并会自动报警—将其所在位置发送到极飞的云管理平台。同样,飞机如果不是由购买者的帐户发出指令一样无法启动,它必须有跟飞机绑定的农田地块信息才能起飞,而且飞机在飞行前会自动检查相关设备,全部没有问题时才会起飞。正因为这个安全功能,极飞才能进入管理严苛的澳洲市场。

极飞自称是一家做工业级别的农用无人机公司,科技、安全、设计,所有工业具备的元素,在极飞都一一得到体现。140多项世界专利,300多项国家专利,极飞足以傲视业界群雄。

不止眼前更有诗和远方

2016 年那场发布会也让业内人士看清了极飞的战略布局,这也是称其为最有野心的公司的原因之一。

极飞地理。极飞地理号称要“成为国内一流的地理信息服务提供商”。作为国内极少数具有乙级测绘资质的农业公司,极飞可以进行农田土地普查、农田地理信息采集等工作。通过无人机技术和标准化的测绘作业流程,在全国范围内采集地理信息,为农田勘测、农村导航和无人机精准飞行等提供高精度的定位支持,并将无人机技术与遥感数据、气象数据相结合,提供农田种植信息、预测农田病虫害情况、实时播报区域天气等方面的精准服务,为农田管理提供辅助决策支持。

极飞学院。极飞学院是面向新农民开放的一个免费学习平台,共有1500 多个学习模块,目前注册人数已近60 000 人,学员遍布大江南北,其中 90后占60%。除了学习农业知识,极飞学院还提供机手培训工作,共培养了11 000多名无人机操作员。极飞学院已成为这些年轻人回归农村进行创业的平台。

数据共享平台极飞农业智能(XAI)连接极飞所有农业智能化设备,贯穿农产品生产和销售的各个环节,为用户提供及时可靠的农业信息服务,并通过将农业生产与智能技术融合,释放农村活力,创造土地价值。

开放运营管理系统。自2016年开始,极飞P20 的用户可以在系统中浏览附近所有农户公开发布的植保需求,并选择就近地块接单。换句话说,这套系统对用户的开放,不仅仅是用于支持无人机的自用管理,而且从一开始就着眼于无人机植保资源在整个农村植保需求市场中的配置。极飞给用户的这套系统,不只是告诉他们怎么管理自己的人和飞机,同时也直接告诉他们怎么拿这台飞机来赚钱。这套运营管理系统,在极飞长线战略中扮演的角色重要性,不亚于其无人机硬件。

所有这些构成了极飞特有的生态链条—除了作业的无人机,还有测绘的飞机为农田进行测量;有导航的机站可以对农田里工作的无人机、拖拉机等设备进行导航;有农田物联网监测站……尤其值得一提的是,极飞和阿里合作开发的农田大数据系统,将每一个田块无人机的测绘数据和植保数据记录下来,这些数据经过云计算就会得出农田的基本数据,这个数据对农村金融尤显重要。如果某农户向农村信用合作社或者商业银行申请农业贷款,这个时候银行只要到数据端调出数据就可以全面掌握这个农户的土地情况,并根据农田基本数据来判断该农户是否符合贷款条件。农田基本数据加上云计算经过进一步挖掘还可以用于土地确权工作。由于极飞具备乙级资质,所以下一次土地普查极飞将对接政府的确权工作,并为政府主管部门提供相关的确权数据。土地归属权数据加上作物数据再加上病虫害数据进行云计算就能得到产量的预测。“最终我们要达到的是土地归属权加上上面的产量预测加上农户自己的个人经验,我们就可以确定种什么、打什么药,再加上过去几年历史数据的叠加,就有了农户金融的基础数据,这个农户金融最终将会推动农村产业的发展。把农业产业链中原来无法联接的信息联接了起来,这是我们希望做的,最终推动供给侧改革。”

今年11月,极飞宣布开放数据接口,积极对接国家监管机构和各级农业部门,开放飞行数据给第三方监管云平台,推动无人机数据的安全共享,全面拥抱植保无人机产业规范化时代的到来。“无人机行业一旦进入智能化的阶段,传统的农机企业要真正做到技术改良是非常有难度的,我们每年会放出上一代的数据平台给其他企业用,以推动整个行业发展。当然,最先进的技术肯定要在我们手上,我们至少要领先行业十几个月的速度。”极飞正冷静而周密地蚕食着这块百亿级市场。尽管极飞一直宣扬愿与无人机从业者共同开拓农业植保市场——但对于真正意在与极飞在农田上空角力的竞争者,极飞正成为一个越来越难以超越的可怕对手。

当然,极飞的布局绝不仅限于中国大陆。如今,极飞的足迹已走进日本、澳大利亚等国家和我国台湾地区,同时秉承植根于“精准农业”的理念,极飞还与韩国、澳大利亚、美国、英国等地数十个科研机构开展合作研究项目,探索适应不同种植环境的无人机植保解决方案。

作为一家具有国际视野的农业科技公司,极飞希望通过降低无人机的使用门槛,让更多人能够受惠于自动化、智能化的植保设备。极飞的使命是不断探索更高效的农业生产技术,在减少人力投入和环境污染的前提下,实现全球农业的可持续发展。

在新疆尉犁县,这里是极飞在新疆的大本营,极飞在这里起飞了第一架飞机,在这片土地上投下第一个无人机的影子。在许多个夜里,繁星浩瀚,极飞的无人机在星空下飞起降落,像是一首瑰丽的诗。如今,极飞在全国的植保服务总面积超过1500万亩次,每天平均调度运行超过40000架次的植保和测绘无人机飞行,已经累计为超过240000个地块进行了测绘和喷洒作业。

极飞正向更远处飞去。正如龚槚钦所说,虽然辛苦,但是我们还有诗和远方。


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