農業轉型新契機！擎壤科技打造台灣在地「EG-2 智能多旋翼農用無人機」

有道是：「沒操作過空拍機，也看過空拍機飛；沒看過空拍機飛，至少也看過空拍畫面。」

最近幾年來空拍逐漸成為大家的攝影新寵兒，大至預算極高的電影製作，小至個人玩樂拍攝，甚至連家庭記錄影片沒有個空拍鏡頭似乎就落伍了一樣（大誤）。但其實隨著機械技術、衛星定位、軟體演算系統大步邁進，在「無人機」領域中受惠的不只有空拍機，而是有了更多元的應用，像是跟你我生活更息息相關的「農業」也一樣可以利用無人機來大幅提昇效率，成為農業轉型的新契機！


就在日前的 Maker Faire Taipei 2018 創客嘉年華活動中，大編有機會採訪到台灣在地的農用無人機研發團隊「擎壤科技 Earthgen Tech」的副執行長 Hans，要來和我們聊聊目前無人機到底該怎麼應用在農業中？它又可以創造什麼樣的效果呢？



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農用無人機 V.S 空拍無人機

大編一坐定就忍不住拋出這個問題，因為正如前頭所說的，近年來因為空拍攝影掀起熱潮，大家對於無人機都有了基礎的認識與想像，那「農用無人機」與一般的「空拍無人機」最大的差別在什麼地方呢？

Hans 向我們解釋，擎壤科技目前所研發的「EG-2 智能多旋翼農用無人機」是應用在「噴灑農藥」的階段，最大特色在於它的飛行高度距離地面約 1～2 公尺，大概是人們平視的位置，與空拍機起飛後保持在 3～10 公尺，甚至更高的飛行模式是截然不同的。而在這個高度範圍中所遭遇到的障礙物，遠比在高空來的多上許多；再加上為求農藥噴灑確實，因此飛行時不能有忽高忽低的狀況。所以農用無人機對於飛行的穩定度要求相對嚴格，光是調教定高飛行的系統，團隊就反覆做了多次測試與改良。



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另外一項差異在於農用無人機需要載重 5～15 公斤的稀釋農藥，與一般追求可攜帶的小型空拍機的結構是完全不同的，不僅要有更高的結構強度，動力上也必須有更好的搭配組合。而這兩方面剛好都是擎壤科技的優勢，因為團隊成員背景皆來自於成大航太系的無人機實驗室，對於無人機領域的研究成果與技術精進不斷傳承下來，已有超過十年以上的經歷。Hans 表示團隊在整合性方面，像是研究整體機構、動力搭配、電量設置，以及飛控調教都有相對豐富的經驗。



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農用無人機 V.S 傳統人力噴灑

過去噴灑農藥幾乎都是以人力為主，一步一步慢慢走，一條一條慢慢噴，據團隊計算，每一分田大概得花費 1 小時的時間才能噴灑完畢，並且在體力有限的狀況下，隨著農田面積變大，速度只會越來越慢。至於使用無人機噴灑，同樣的一分田可以縮短為3分鐘完成任務，如果再算上前中後的調藥、裝藥、換藥等流程，最多可提昇 20~30倍的效率。



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不僅僅是縮短時間、增加效率，在同樣的面積之下，使用無人機噴灑所需要的農藥量也可以大幅減少，其中的關鍵是農用無人機採用的霧化噴頭，可將農藥噴灑的顆粒變得更加細微，使作物更容易吸收。再加上無人機飛行時所產生的下沉氣流，經過反覆的實測計算，可使農藥有效且均勻的噴灑在作物上，使作物能夠整株完整授藥，也不容易產生大幅度的農藥逸散問題。甚至這個飛行所產生的強大的向下氣流，可以避免傳統因風速大到一定的程度就無法進行人工噴灑的狀況，可以有效的增加噴灑效率。




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另外無人機飛行噴灑不重複路線也是減少農藥量的一大關鍵。目前團隊所推出的無人機可分成「目視手動飛行」與「自動飛行」兩種版本，其中自動飛行模式採用高階的「實時動態技術Real Time Kinematic（RTK）」，一樣架構於GPS衛星定位系統中，它會接收各國不同衛星訊號，去綜合並即時運算目前位置的差分約為多少，再將資料傳輸給飛行器，進而達到精準定位的目標，精準度可達公分等級。

Hans 也與我們分享，每次在飛行前都會依據每塊田做出不同的調整，加上台灣農地的造型奇特，農田中障礙物也較多，所以前置作業大概要花費約半個小時的時間，確認障礙物位置與測畫農田範圍。在初次設定好之後，取得的所有參數都可以持續使用，因此第二次噴灑時的前置作業就只需花費五分鐘即可起飛。



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農業人口高齡化 V.S 無人機學習門檻

聽完前面的介紹，是否有種可以理解，但當自己要實際操作時，可能又會覺得困難重重呢？事實上擎壤科技當初跨足農用無人機開發，就是有鑑於台灣農業人口逐漸老化，加上農村人口大量外移，於是希望可以透過無人機來改善農業工作環境並提升效率。因此他們自然也了解操作無人機的學習成本對年長農民來說相對較高，接受意願也較低的狀況。

於是團隊經過這一年多來實際施作上百塊農田，出勤超過百次的經驗，開始找到更明確的方向，積極的與各地青農合作，希望藉由年紀較輕、對於科技有一定程度認識的青年農民來實際試用，給予團隊關於無人機的意見反饋。同時規劃結合青農、當地的農會，來組成代噴隊，抑或是跟傳統的代噴公司做結合，達到 B2B 而非單純 B2C 的模式，藉著原本產業的網絡打入市場中，降低門檻。其目的不是為了顛覆推翻過去的模式，而是提供一個新的解決辦法，讓事情變得更有效率。



台灣設計製造 V.S 國外進口銷售

最後也聊到團隊目前推出的「EG-2 智能多旋翼農用無人機」都是針對台灣的環境所設計，因為過去可見到中國與其他國家進口的農用無人機都使採用 10～15 公升的水箱，導致無人機的整體體積較為龐大。但考量台灣農田面積小，畸零地多，加上中間障礙物也多，所以需要較高機動性的產品。於是團隊在設計時，希望可以減輕機身重量，選用碳纖維結構與相對安全塑料槳葉，將空重量大約 4～5 公斤左右，加上 5 公升的水箱，依舊可以確保其機動性。



輕量化帶來的優點還包括減少軸距，縮小體積，減少電池體積與重量，馬達與槳葉的維修成本也可以隨之降低。多方的成本精簡與市場規劃的考量，讓搭配 RTK 系統的自動飛行版本的售價比起中國知名 D 牌動輒 70 萬元，可降低將近一半的售價，使農用無人機來得更加親民多，更不用提擎壤科技團隊從設計研發製造全都在台灣，後勤維修來的更加容易無負擔。



聽完團隊介紹之後，大編感到一股的熱血，對於農用無人機的未來是相當看好！雖然你我可能都不會有機會實際操作它，但或許不久的將來就能在經過農田時，看到無人機在農田上嗡嗡翁的勤做工，正如團隊標語所說的「為台灣農業打造全新的生活態度」。當然如果各位剛好是有需求者，想要了解更多相關的資訊，不妨到 擎壤科技 Facebook粉絲專頁 上瞧瞧吧～