工業(yè)4.0的概念應(yīng)用在農(nóng)業(yè)上，簡稱“農(nóng)業(yè)4.0”，無人飛機在整個農(nóng)業(yè)4.0的推動上扮演至關(guān)重要的角色。

　　飛機在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用已經(jīng)非常普遍，早期的媒體報導(dǎo)已可看到美國、澳洲擁有大片農(nóng)地的農(nóng)民，駕駛著小型飛機，自在地飛越不同區(qū)域，進行農(nóng)藥、肥料的噴灑，在日本，政府單位也會派遣小飛機，針對由許多小型農(nóng)戶耕作的大片農(nóng)田進行特定農(nóng)藥的噴灑，以防治病蟲害。

　　上述噴灑方式存在著許多問題，除了每次飛行的成本相當高，即使對美國的超級大農(nóng)或政府單位也是不小的負擔，對小型農(nóng)戶根本是天方夜譚。如果想要對農(nóng)藥、肥料，或水資源的利用進行優(yōu)化，就必須在第一趟飛行時，先駕駛小型飛機觀測農(nóng)田的狀況，收集數(shù)據(jù)后進行分析，再由第二趟飛行來噴灑。可想而知，這樣的做法并不符合成本效益，而無人飛機技術(shù)的革新，為上述困境提供了絕佳的解決方案。

　　從小型農(nóng)戶到超級大農(nóng)，都可自行選擇不同大小的無人飛機來監(jiān)測農(nóng)田，以達到優(yōu)化的農(nóng)藥與化肥使用。雖然農(nóng)業(yè)用無人飛機還在非常初期的開發(fā)與導(dǎo)入階段，但基本上都已搭載攝影機以及用于分析農(nóng)田狀況的傳感器，并具備自動駕駛系統(tǒng)，農(nóng)民只要設(shè)定好農(nóng)田的區(qū)域與飛行停留時間，無人飛機就可自動起飛、巡航與降落。農(nóng)民可透過攝影機鏡頭實時觀察農(nóng)田的狀況，或是等待飛行完成、收集數(shù)據(jù)后再進行分析。依據(jù)分析的結(jié)果，農(nóng)民可以最優(yōu)化的方式，針對不同農(nóng)田區(qū)塊作物生長和病蟲害的狀況，進行相關(guān)農(nóng)藥及肥料噴灑量的設(shè)定。在下一趟飛行時，無人飛機就可以按照設(shè)定值，自動對不同農(nóng)田區(qū)塊做優(yōu)化的噴灑，甚至可以避開不需噴灑的區(qū)塊。

　　在農(nóng)業(yè)4.0的概念之下，因為無人飛機的飛行成本低，可頻繁地飛行，一方面農(nóng)民可在短時間內(nèi)持續(xù)監(jiān)控農(nóng)田的狀況，分區(qū)塊進行最優(yōu)化的農(nóng)藥與化肥施用，對水資源也能做最有效的管理，使農(nóng)民大幅減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，進而提升其相對收入，改善生活質(zhì)量。另一方面，因為農(nóng)藥、化肥與水資源得以有效率地使用，對環(huán)境的破壞大幅減少，水資源得到涵養(yǎng)，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和環(huán)境保護達到平衡。

　　用于農(nóng)業(yè)的無人飛機，技術(shù)上的發(fā)展主要著眼于容易操作，可在小范圍內(nèi)起降，也可對極小范圍進行照相、攝影、拍攝熱成像畫面，并提供自動駕駛、巡航，或遙控操作等功能。

　　位于瑞士洛桑的Sensefly公司，是世界知名的小型無人機開發(fā)公司，已被法國遙控飛機大廠Parrot并購，用來拓展其農(nóng)業(yè)與救災(zāi)用無人飛機的領(lǐng)域。采用四軸螺旋翼的最新eXom，在每一軸螺旋翼的中心點上都裝有傳感器來偵測環(huán)境狀況，以導(dǎo)引飛行、避開障礙物，同時在每一軸螺旋翼都加裝了保護圈，增加安全與可靠性。機身以黃蜂為造型，黃蜂的頭為一個三維顯像鏡頭，提供最廣的視角和拍攝畫面。

　　毫無疑問的，eXom當然具備了先進的駕控系統(tǒng)，農(nóng)民可選擇自動起降、巡航，或想享受自己遙控飛行的樂趣，目前Parrot正將這套系統(tǒng)積極推廣給法國的小型農(nóng)戶使用，透過他們的響應(yīng)，來進一步改良系統(tǒng)。

　　除了農(nóng)業(yè)大國法國正積極將無人飛機應(yīng)用于農(nóng)業(yè)上，另一農(nóng)業(yè)大國德國，也正積極開發(fā)其農(nóng)業(yè)無人飛機技術(shù)。位于德國巴伐利亞慕尼黑的Quantum Systems公司，已經(jīng)在教導(dǎo)農(nóng)民使用其開發(fā)的多軸螺旋翼無人飛機，來監(jiān)控農(nóng)田的狀況，制定最符合成本，對環(huán)境傷害最少的農(nóng)藥及肥料施用方式。

　　相較于Sensefly四軸螺旋翼的設(shè)計，Quantum Systems的無人飛機采用章魚式的八軸螺旋翼設(shè)計，不僅有更高的飛行穩(wěn)定性和可靠性，還可乘載5公斤的物品，并安裝高解析的光學(xué)攝影機，可空拍農(nóng)田的多頻譜影像，熱成像，更有效觀察肥料及農(nóng)藥的施用狀況，以達到優(yōu)化的使用配比。

　　Quantum Systems的開發(fā)人員在與德國巴伐利亞的農(nóng)民溝通討論后，發(fā)現(xiàn)有許多中大型的農(nóng)戶，感受這種以螺旋翼為基礎(chǔ)設(shè)計的無人駕駛機有飛行范圍小以及飛行速度慢的缺點，無法在短時間內(nèi)進行大范圍的巡航，也沒有辦法承載農(nóng)藥與肥料直接進行噴灑，有必要導(dǎo)入雙機翼的無人飛行機來克服以上困境。然而，另外的問題又產(chǎn)生了，雙機翼的飛機在起降時，需要有一定長度和規(guī)格的跑道來進行，這對農(nóng)民而言，大幅增加額外的成本，可行性也大大降低。在深入思考問題后，Quantum Systems的開發(fā)人員進行了有效的技術(shù)創(chuàng)新，成功完成了全世界首架由螺旋翼進行起降，雙機翼進行大范圍飛行的小型農(nóng)業(yè)用無人駕駛機。

　　這臺螺旋翼起降雙機翼無人飛機同樣搭配先進的自動起降與巡航系統(tǒng)，目前正有德國巴伐利亞的大型農(nóng)戶在試用，估計每年可為該農(nóng)戶在不減少產(chǎn)量的狀況下，降低兩成的農(nóng)藥和肥料使用量，并減少許多噴灑農(nóng)藥和施肥的工作與時間，可更輕松地完成農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

　　無人飛機幫助農(nóng)民以更實時、更低成本與更少的勞動方式，進行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，對政府單位而言，采用無人飛機，可對當?shù)氐霓r(nóng)業(yè)做最完整的監(jiān)控與認證，最后達到改善農(nóng)民生計、對環(huán)境更友善，與提供消費者少農(nóng)藥化肥農(nóng)產(chǎn)品的多贏局面。配合未來工業(yè)與農(nóng)業(yè)4.0的發(fā)展，無人飛機也導(dǎo)入物聯(lián)網(wǎng)，甚至可以由中央計算機系統(tǒng)自動安排航班，分析農(nóng)作物生產(chǎn)狀況，再由機器人填充農(nóng)藥肥料，自動執(zhí)行飛行至特定區(qū)域噴灑。即使農(nóng)民在夏威夷度假兩周，也能實時監(jiān)控農(nóng)田的狀況，時時對整個自動化的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)鏈下達更新的指令，讓農(nóng)業(yè)生產(chǎn)變得更有效率、更環(huán)保。