教授問：“雄奎，你怎么不說話??？”

我死死抓住門把手，說：“教授，速度這么快，我害怕?！?br style="text-size-adjust:none;" data-filtered="filtered" />

他哈哈大笑，說：“是，我們已經進入了一個機械化的時代。你們中國也已經開始了?！?br style="text-size-adjust:none;" data-filtered="filtered" />

“雄奎，你在想什么？”教授問我。

“教授，這樣一個機器，有哪個農民能用得起？”

“雄奎啊，你知道吧？我們的研究，永遠要超前時代一、二十年?！蔽沂冀K記著教授給我講的這句話。

2020年9月19日，“科普中國-我是科學家”第25期演講現場，中國農業大學理學院教授、中國農業大學植保機械與施藥技術研究中心主任何雄奎帶來演講：《農藥的智慧噴灑，守護環境和你的餐桌安全》。

以下為何雄奎演講實錄：

2020.9.19 天津

我是何雄奎，來自中國農業大學植保機械與施藥技術研究中心。我研究農藥使用——不是普通的使用方法，而是用無人機系統來噴灑農藥。

這是我們團隊研發的世界上第一架多旋翼電動無人機。在上面的動畫中大家會看到，它在噴灑農藥。

提到“無人機”，大家眼里的無人機，一般是這樣的——當然它確實也是無人機。

但我要告訴大家：無人機概念很廣，不僅僅天上飛的叫“無人機”，更多地面上的無人機系統也叫“無人機”。

到今天，地面的無人機系統已經非常智能了。農業生產中各種各樣的無人機系統，它們可以耕地，可以插秧，可以收割，可以打藥……打藥過程中，它甚至能夠做到哪里有病蟲害、哪里有雜草我就打哪里，不需要的地方我就不打。

我為什么要研究這個東西？要從我自己的成長過程講起。

我來自湖北，生長在長江邊上的一個小縣城。大概40多年前，我剛剛上小學，那時候我們還是在露天的操場上看電影。有一次，我們看到了一個蘇聯的片子，里面有類似上面這張照片中的聯合收割機——哦？收割不需要人，我覺得很新奇。

當時，每逢江南收割水稻，農民都是面朝黃土背朝天，彎腰背駁，太陽光很強烈，溫度高達40多度，挺難挺累的。所以，當時我看到這種收割載于機械化的做法，就說這個好，我將來要學這個。我記得，這種聯合收割機（Combine）有個音譯名稱“康拜因”，我們小時候分隊玩游戲，我們的隊名就叫“康拜因”，還說，“我是康拜因，天下無敵！”當時就對機械很崇拜。

后來我真的上大學了，報的就是中國農業大學，學的就是農業機械。

從這時起，我就開始思考：隨著經濟發展，年輕一代都到城里去尋找幸福，農村里的人越來越少——那誰來種地？誰來生產糧食？我們必須用機械取代人；但在機械取代人的過程中，還是要有人參與，我們把這個過程叫“機械化的農業時代”。

隨著學習進一步深入，我覺得現在的知識還不夠，應該到國外去學習。所以，我大學畢業后就到德國念碩士和博士。我的研究所在斯圖加特市，步行去奔馳汽車公司總部只要10分鐘。

這是我和我的導師Prof.S.Kleisinger

初到德國，導師去機場接我。從機場到學校要走高速，當時是上世紀80年代初，中國還沒有高速。我在車速表上看到時速到了160公里，在路上緊張了半天，不敢說話。

教授問：“雄奎，你怎么不說話??？”

我死死抓住門把手，說：“教授，速度這么快，我害怕?！?br style="text-size-adjust:none;" data-filtered="filtered" />

他哈哈大笑，說：“是，我們已經進入了一個機械化的時代。你們中國也已經開始了?！?br style="text-size-adjust:none;" data-filtered="filtered" />

到德國后，看到研究所里耕整播耙都有各種各樣的大型農業機械，覺得星級水平真是不一樣。

在中國農業大學讀書的時候，我們學農機的同學都有駕駛執照，可以開車自己下地干活。在德國，我第一次下地坐的是聯合收割機，那么大的收割機，開完還是有點累。

到80年代中后期、90年初期，在發達國家，農業機械進入了一個智能化的時代。當時我參與了一個農藥噴霧機器人的研發項目，它的底盤是奔馳公司生產的，控制系統是西門子公司生產的，噴霧系統就是我教授的團隊研究出來的，我也是其中主要研究人員之一。

30年前，為了研發這樣一個噴霧機器人，我們霍恩海姆大學農業工程所投資了40萬歐元——要知道，當時德國生產的奔馳350新車才3-5萬歐元。

整個研究過程中，我經常思考：這個機器這么先進，遇到害蟲比如蚜蟲，機器人就找出殺蚜蟲的藥，遇瓢蟲就找殺瓢蟲的藥，遇到雜草比如稗草，機器人就找除草劑，遇到馬齒莧就找殺馬齒莧的藥——它這么智能，但又這么貴，沒有哪個農民用得起，未來有沒有市場？因為德國人非常講究掙不掙錢。

我始終都在想這個問題，不說話。

“雄奎，你在想什么？”教授問我。

“教授，這樣一個機器，研究花了這么多錢，將來工廠化以后，很明顯也要20多萬。即便德國很富了，但有哪個德國農民能用得起？”

教授的回答是：這臺機器，目前沒有一個德國農民愿意掏錢來買它——但我們的科研創新，必須要走在時代的10年到20年之前?！?br style="text-size-adjust:none;" data-filtered="filtered" />

確實如此。

1997年，我還在德國做博士研究。那年春節，當時農業部農機化司的魏司長來德國訪問，我給他當翻譯。大年三十那天，我們一起在研究所里觀看中國的春節聯歡晚會。

《紅高粱模特隊》小品片段

那年，趙本山演了個小品《紅高粱模特隊》，里面有個打藥的片段。我看了就跟他講，趙本山是干過活的人——你看，他這個位置打藥，這邊壓，這邊走，彎著腰，背著藥箱，肯定有生產實踐經驗——因為我們也是這么干的。

魏司長想了半天?；仫埖旰?，他問我：“何老師，你未來回中國，能不能讓這個藥箱飛起來？”他接著說，“我在農村里打過藥，背著個藥箱，夏天又熱，左邊要用左手上下加壓，右手要擺動噴桿噴霧，然后藥有時候甚至會往下滴漏，非常艱苦?！?br style="text-size-adjust:none;" data-filtered="filtered" />

今天，中國有14億人口，耕地只有18億畝。如果沒有農藥，我們要減產30%到40%，所以，不用農藥在今天是不可能的。那么，“如何科學合理地使用農藥”就是我們必須考慮的事情。

我經常把打農藥的霧滴比作子彈，把打藥的機械比作槍，打不打得死鬼子就要看我們的施藥技術（也就是打槍技術）。如果說，你用步槍打死敵人沒問題，但用步槍去打航母行嗎？打不了。反過來再講，用打航母的導彈打蚊子行嗎？也不行，會浪費。

所以，我們在使用農藥的過程中，一定要注意科學合理使用。

選擇正確的藥物來防治病蟲草害、以及用大小合適的霧滴打到正確的地方，這就是精準施藥技術的概念。

后來，經過30來年的工作努力，我們終于在中國讓藥箱飛起來了。

大疆跟我們合作，研發出了很多植保專業的無人機。到目前為止，我國有200多家生產植保無人機廠家。植保無人機不僅可以很好地用在糧食作物生產上，還把我們一個自動對靶噴霧的技術運用到了山區果園上面。

大家知道，我國土地少、人口多，沒法像美國和歐洲那樣把果品種在平原上，而是種在山坡上。拖拉機很難進入，所以，從前都是農民背著藥箱下地打藥，何等艱難?，F在，我們可以讓無人機飛在山巔之上仿地形飛行，哪里有樹葉我就打，沒有樹葉我不打，非常智能。

實際上，智能噴霧精準施藥的概念來自“人”。

在上世紀六七十年代之前，全世界都很少使用農藥；到70年代，全球人口持續增加，化學農藥和肥料的使用也在隨之增加。在這個過程中，歐美國家發現，農藥是把雙刃劍，一方面防治病蟲草害，使糧食作物增產，讓我們吃飽了；但另一方面，畢竟“是藥三分毒”，農藥在作物上的殘留，對土壤和環境都有一定的負面影響。

所以有人就想，能不能做到哪里需要藥就打到哪里？需要多的地方我多打，需要少的地方我少打，沒有病蟲害的地方我不打——精準施藥的概念，就來自人工的思考和智能。

三四十年前，我們想用無人機打藥，不可能；但隨著經濟發展，技術發展，我們研發了很多新型技術，包括各種各樣的傳感器技術以及智能化的控制，還有北斗系統。我們將這些技術集成起來，就可以滿足各種各樣的打藥需求。

左上角的小圖中，灰色的部分是我該按導航行走的噴藥路線軌跡，但有了北斗系統，機器自己就會精確軌跡。大家可以看到，機器走到哪，就把哪個噴頭打開，其他的關閉，完全是無人化的作業。這樣的技術，也得益于我們國家經濟技術整體水平的提高。

我一再強調，“無人機”的概念不僅僅是常規天上飛的小無人機。小無人機那么小，藥箱也小。大的地塊，小藥箱行嗎？所以我們未來的希望，還是應該放在大型地面機械的無人機。

2015年，全國糧食工作會議在河南省鶴壁市召開。中央臺當時展示了我們團隊研發的農藥噴霧機器狗。這個藥箱有500升，噴幅有12米，不僅有在空中飛的，也有地面走的。

之后，我們還根據不同地區研發了不同類型的地面無人駕駛系統，進行無人作業，精準噴施農藥。比如，農機進江南水田作業，不能讓機械下陷；東北和華北地區是旱地，則需要考慮別的問題。

針對經濟作物，我們還研發了自動對靶技術，做成了果園噴霧機。

過去有句話說，學好數理化，走遍天下都不怕——其實這個技術也沒有很奧妙，背后就是數學和物理知識。

比如，用一個激光傳感器，把激光打過去，然后它反饋過來，整個果樹冠層的信息就建立起來了。

拍攝一張果樹照片，把原始圖像通過灰度處理、初值化、平滑化，可以做出一張噴霧作業的處方圖，放在芯片里，就能實現“哪有樹葉我就打，哪里沒有我就不打”。

在整個過程中，我能感受到時代在前進，那么，我們的創新是不是也應該跟上？

“雄奎啊，你知道吧，我們的研究永遠要超前時代一二十年”——我始終都記著教授給我講的這句話。

從創新的角度講，我們的研究要始終走在時代前列。正因如此，中國的植保無人機系統，不僅是天上飛的，還包括地上跑的，在整個農業機械的研究里彎道超車，配置水平超過了最發達的歐美國家，同時也使農業機械進入了一個智能化時代。

從2015年開始投入研發，到今年為止，深圳大疆公司一共銷售了大概8萬臺植保無人機（當然還包括很多大型地面機械），僅2019年一年就銷售了3萬臺，經濟價值很可觀。

但我也想送大家一句話，“革命尚未成功”。我們很多機器還達不到完完全全適合農民的輕簡化生產需要，我們還處于一個工業級、還沒達到傻瓜化的水平。未來，我們將致力于讓無人作業系統更簡單、更便宜，讓大家用著更舒坦。

謝謝大家。

演講嘉賓何雄奎：《農藥的智慧噴灑，守護環境和你的餐桌安全》| 攝影：Vphoto

作者：何雄奎

監制：吳歐

策劃：麥芽楊

編輯：麥芽楊 凝音

排版：凝音

校對：凝音

我是科學家iScientist微信公眾號2021年1月22日