数据为轴 技术为轮 麦飞开启数字农业新格局

浏览:3399    更新:2019-11-02 10:58:30
 

随着科学技术的不断进步,5g、人工智能等新技术也迎来了登陆应用的高潮。近年来,一系列与农业相关的关键技术被突破,一批批实用技术产品被开发出来,使中国数字农业发展迅速。业内人士指出,数字农业将是未来10年的重要出路,2019年,中国数字农业也将迎来一场大爆发,为传统农业种植模式的转变提供了新的思路,也为推动数字农业的发展起到了示范作用。

麦飞:好的产品是“技术服务”

2018年3月,专注于视觉光谱技术的智能农业大数据服务提供商麦飞科技(mai Fei technology)完成了首轮融资,获得2500万元人民币。一年后,麦飞宣布完成了一亿多元人民币的首轮融资,成为国内智能农业领域单笔融资最大的公司。然而,事实上,麦飞并不是中国唯一一家选择农业技术服务作为其前沿,并利用遥感、大数据等技术提供种植、植物保护项目和服务的公司。这不禁让人好奇,为什么麦飞科技能够脱颖而出,从其他专注于数字农业的企业中脱颖而出,赢得了市场和资本的青睐。

经过仔细分析不难发现,近年来,随着我国农村土地流转的加快,农业智能化和机械化的需求和趋势越来越明显。然而,由于大多数农民的文化水平仍然难以达到技术可以直接应用的水平,而且一些新兴技术的生产成本相当高,很难快速落地。因此,尽管数字农业是大势所趋,但它也在苦苦挣扎。正是看到了问题的关键点,麦飞科技选择农业服务作为下沉技术的切入点,推动数字农业的进一步登陆。

麦飞的商业模式仅仅是帮助农民以最低的种植成本获得最佳的种植效果。就可监测的作物种类而言,水稻和小麦目前是主要作物,同时也正在开发适用于其他更多作物种类的监测技术。我们选择从水稻、小麦和其他作物开始的原因是中国有543,600平方公里的小麦和水稻种植面积,32.67%的耕地。这8亿亩土地是麦飞想率先开拓的市场。以水稻种植为例。麦飞将直接与农民签订服务合同。服务期约为生长季节的4个月。据了解,麦飞的种植液可以帮助农民降低至少50%的种植成本。

麦飞科技的联合创始人兼首席技术官刘龙曾在一次采访中表示,麦飞是“乒乓球界最好的运动员,也是乒乓球界最好的运动员”市场上大多数专注于数字农业的企业是那些没有服务的硬件销售企业和没有技术的服务销售企业,麦飞已经抓住了这一点。

小飞侠科技联合创始人兼首席技术官刘龙

“我们现在主要着眼于病虫害的防治,而农业中的其他问题更多地是从病虫害的角度出发的。例如,你不仅要监测病虫害,还必须解决病虫害问题,还要研究如何高效、高效地做好这项工作。这不仅是一项监测技术,还涉及一些农药使用、施药技术和应用技术。换句话说,你想给农民提供的不仅仅是一项技术,而是一项整体服务。你应该从农民的角度考虑整个过程。当我们解决农民的虫害防治问题时,如果我们能够解决由此产生的其他一些问题,那么所有后续的业务都可以很好地开展。”刘龙解释道。

目前,根据公司业务发展和战略定位的需要,麦飞有三大业务部门,即“麦飞科技”、“麦飞农业”和“麦飞空间”。它们相辅相成,共同形成麦飞的实力矩阵,形成强大的竞争壁垒。“现在我们有三个障碍:第一,我们的核心技术优势将赢得2-3年的时间窗;其次,农业本身的特点是作物生长周期。错过增长周期只能等到明年,这增加了时间障碍的优势。随着数据的积累和技术的迭代,我们的模型将会更加完善和准确,服务过程和体验将会更加成熟和完善。第三,我们与农业生产者或大农户的合作将继续深化,产业链优势将越来越明显。”当被问及如何与其他竞争对手争夺市场份额时,刘龙表示。

小飞侠是如何实现这三个竞争壁垒的:领先技术、数据模型和产业链布局?

视觉光谱,麦飞的支点

据中国农村之声“三农”报道,随着现代科技的快速发展,传统的农业种植模式也发生了变化。例如,今天的田间种植可以将高空卫星遥感观测与低空无人机遥感监测相结合,获得作物生长状况数据,极大地方便了全方位的数字农业管理。这种以实时信息为农业生产要素,利用现代信息技术对农业对象、环境和整个生产过程进行可视化表达、数字化设计和管理的新型农业模式,被称为“数字农业”。早在2018年,我国相关部门就组织开展了数字农业建设试点项目,并提供了各种支持资金。在这样的背景下,农业科技公司对视觉光谱技术、农药应用技术、数据标准化等方面的探索和应用,以麦飞科技为例,不仅实现了信息技术与农业各方面的有效整合,而且在改造传统农业、改变农业生产方式方面发挥了重要作用。

所谓的视觉光谱技术(visual spectrum technology)是近年来在农业、林业、资源、生态、环保等领域广泛应用的新技术,也是主要由麦飞产品承载的核心技术。视觉光谱技术由光谱和视觉组成。光谱是指植物自身的特征光谱,具有非常明显的反射峰和吸收谷。例如,许多植物看起来是绿色的,因为它们的光谱在550纳米处有非常明显的反射峰,在650纳米至750纳米处有红色边缘,在近红外波段有非常高的反射。光谱显示的一切都与植物的色素组成和细胞结构密切相关。当农作物受到病虫害的胁迫时,光谱会发生变化,当然其他非常微妙的因素也会引起变化。此时它的敏感波段是什么,不同病虫害和不同物候期的敏感波段是什么,这些都是高光谱病虫害监测需要记录和研究的内容。在视觉方面,我们主要观察田间病斑的变化和一些作物的形态特征。例如,一些昆虫会导致植物叶片发生非常明显的形态变化,如卷曲和移位。视觉监控是建立图片库,需要大量农业技术人员对采集的图片进行标注。

在视觉光谱技术的基础上,随着光谱传感和图像处理分析软件的成熟,利用无人机搭载视觉光谱技术实现了软硬件的集成,大大提高了可用性和观测精度。迈斯探测器(Maishi Probe),是迈斯科技自主开发的遥感有效载荷,专门为近地空间农业遥感而设计。装有小麦视觉探头的小麦视觉监测仪相当于一台空气光谱仪,可以按照路线自主飞行,采集高光谱数据,降低了人工成本。同时配备智能监控终端“麦飞农业态势综合分析平台”,形成小麦视觉农业态势监控系统,自动生成作物分类图、病虫害程度分布图、作物生长图、土壤水分图等作物生理特征可视化数据。,为农业种植过程的科学管理提供参考。

麦飞技术开发的遥感有效载荷——麦石探测器

麦飞科技除了在监测技术方面做出努力外,还把重点放在施药技术和农药应用技术上。麦飞科技在全国建立了四个示范农场,研究病虫害及由此引发的其他一些问题,结合武汉大学、华中农业大学等国内优秀科技机构的实力,探索数字农业的技术发展道路。“可变植物保护绝对不意味着简单的无人驾驶飞行器根据监控处方图应用药物。监控后,根据处方图指导无人机用药是一项复杂而系统的工作。”刘龙说。

麦飞示范农场

因此,在整个过程中,麦飞系统首先通过视觉光谱技术实时获取作物不同生长期的生理常数,实现对作物生理状态的智能感知。掌握病虫害的分布和程度后,根据生成的施药处方图准确施药,并实时动态调整植保无人机平台的飞行速度和喷洒量,使总施药量减少50%以上。据了解,麦飞科技的遥感技术目前可以检测出17种常见的病虫害,准确率达97%。超过100tb的农业人工智能数据和4亿套光谱数据已经在云中积累。截至2018年底,麦飞全国精准服务农田面积已超过200万亩。

麦飞农业中的艾云——农药应用处方图

数据建模,小飞侠的高点

在不断实践和发展的过程中,麦飞积累了越来越多的数据,并开始有计划地建立数据系统。作为提出“无人机采集数据标准化”概念的国内企业,麦飞正在逐步建立中国农业基础数据采集系统。

“一般来说,从事遥感的公司都喜欢使用卫星,因为卫星数据相对标准。我们可以一起比较和分析去年的卫星数据和今年的卫星数据。然而,无人机的数据不容易比较,因为无人机的飞行高度会有所不同,采集的数据质量也不容易控制。因此,我们必须首先积累大量大数据并定义这些数据,否则我们无法解释各种数据之间的差异以及它们会带来多大的影响。因此,为了解决无人机收集的数据标准化问题,我们实际上正在再次经历卫星数据标准化的过程。”刘龙解释道。

此外,麦飞科技的“麦飞空间(Maifei Space)”部分还收集测试和服务过程中产生的运营数据、生产数据、种植背景数据、空间监控数据等基础大数据。这些与农田位置、边界、土壤质量信息、种子类型、播种方法、水资源配置、微量元素漂浮等诸多方面相关的关键参数被追踪到最终产量,相当于农田的数字档案。通过这个数字文件,麦飞可以使系统成为服务于农田的替代运营商,种植经验可以转化为数字解决方案,实现精准科学的农业生产,从而降低农业成本,增加农产品产量。

此外,为了向客户提供更稳定的服务,并进一步将技术下沉和数据沉淀相结合,麦飞科技还引入了“低成本无人机高光谱”技术。大多数情况下,装备超光谱技术的无人机有几十万架,这不利于广泛的市场应用和技术着陆。因此,在仔细讨论了市场需求后,麦飞科技决定保留更重要的高光谱部分,去掉不常使用的成像部分。最后,引入了只需1万元以上的低成本无人机高光谱载荷,帮助更多的人更好地进入数字农业时代,解决作物生长难以量化和控制的关键。市场上也有许多公司选择使用多光谱进行农业监测。一般来说,高光谱成像技术获取的图像由大量连续波段(几十个或数百个)组成,而多光谱成像技术的图像由一系列离散波段(通常少于10个)组成。高光谱图像具有较高的光谱分辨率和作物信息监测精度,而多光谱成像技术更适合大规模野外监测。高光谱和多光谱书籍没有优点或缺点,需要根据具体的应用场景选择相应的负载。

值得一提的是,数字农业是一个系统问题,需要通过系统手段来解决。虽然麦飞提出了一种基于视觉光谱技术的天地一体化数字农业解决方案,但由于受作物生理因素、环境因素、检测参数、田间管理因素、指标间相互干扰等因素的影响,现有技术手段建立的作物指数模型难以涵盖所有情况。此外,作物病虫害、杂草、水分等胁迫一直缺乏统一的评价指标,因此很难建立定量诊断模型。因此,农业数字化还有很长的路要走。对于数字农业的系统问题,需要更多的数据源和机制模型以及时间和耐心来支持。

科技互利,工业互助

现在5g浪潮袭来,许多行业将面临颠覆性的变革,数字农业作为一个受欢迎的项目,必将迎来新的突破和增长空间。

5g可以解决大数据传输的问题。例如,我想对图片进行实时分析,或者对视频进行实时传输。5g可以实现强大的分析效率。此外,我们对资源计算也有很多要求。如果5g技术将来成熟,我可以将消费数据传输到云中,并借助强大的云计算能力进行比较、分析和选择。这样的比较,目前的智能计算系统只能被视为一个小人工智能。在采访中,刘龙对5g寄予了很大期望。

除了对新兴技术的热情,刘龙希望更多的人关注数字农业领域。“我们希望为客户创造更多价值。现在,我们将研究如何更好地进行药物应用,以及将来是否可以扩展一些其他服务。现在整个农业市场非常大,麦飞非常希望有更多的同事加入这个行业,也希望与更多对数字农业感兴趣的人合作。”

在刘龙对未来的愿景中,许多无人机制造商、植保服务团队、科研院所和其他各界企业聚集在科技农业领域。他们结合各自的技术和硬件设备,共同推动农业模式的数字化、标准化和智能化升级。当时,农民只需要把土地委托给农业科技企业管理,等待收获。从作物选择和种植、实时参数监控,到无人机植保、智能收割,甚至在线和离线渠道销售,所有环节都可以实现自动化和科学化。(吴应晖)

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