来源：中国科学报
无人机喂鱼：不仅“喂得准”，还“送得快”
■本报记者 沈春蕾 通讯员 张洪嘉
在浙江温州平阳县南麂岛，蔚蓝海面之上，数百口深水网箱如棋盘般散落。伴随着一阵嗡鸣，一架满载饵料的无人机腾空而起，精准飞向远处的大黄鱼养殖基地。操控无人机的是杭州电子科技大学（以下简称杭电）讲师李沛团队的成员。
作为鳌江实验室（平阳县科技创新研究院）低空低轨数智产业创新中心负责人，李沛带领团队通过技术攻关，成功实现了无人机自主投喂的示范应用。
“以前由人工将一袋袋饵料搬到辅助渔船上再出海投喂，不仅效率低下，还要受天气制约。”温州海派渔业有限公司南麂渔场负责人林端照回忆道。
“现在，无人机搭载75公斤饵料，仅用两个多小时就能完成对120万尾大黄鱼的精准投喂，不仅作业效率提升3倍以上，而且残饵率较传统模式大幅降低，有效削减水体污染，生态效益显著。”李沛告诉《中国科学报》。
用技术回应真问题
2023年12月，李沛来到平阳县科技局挂职担任副局长。她走访调研了南麂岛多家养殖企业后发现，当地采用的人工投喂方式存在效率低、招工难、残饵污染等问题，而通信与无人机技术恰好能回应这些“真问题”。
2025年，杭电与平阳县人民政府签署共建鳌江实验室的协议，李沛团队依托杭电通信工程学院成立鳌江实验室低空低轨数智产业创新中心，同步启动了“海牧智飞”无人机自主投喂系统的研发。很快，李沛带领团队研制出实验室原理样机。
不过，将无人机从陆地搬至海上，绝非简单的场景切换。针对海上环境复杂等特点，李沛团队攻克了三个技术难题：高盐雾环境下的设备防护、复杂海况下的稳定控制、远海通信与自主决策。
她介绍，海上高温、高湿、高盐雾对电子设备构成严峻考验，为此团队采用耐盐雾密封防护与轻量化复合材料体系，对飞控、电机等核心部件进行特殊处理，有效解决了设备易腐蚀失效的行业痛点。
南麂岛每年7级以上大风天气约133天，无人机起降平台随波浪晃动。“我们开发了抗风与自适应控制算法，使无人机能实时感知海况并自主调整姿态，确保在7级风以下仍能稳定作业。”李沛说。
针对深远海缺乏地面网络的困境，李沛团队依托杭电牵头设计的“蓝碳一号”海洋卫星与边缘计算技术，结合激光雷达与人工智能避障算法，让无人机能自主感知鱼群摄食活跃度、动态调整投料节奏，实现了真正的智能化作业。
随后，李沛带领团队在实验室开展模拟仿真阶段工作。李沛介绍：“我们最初基于标准大气紊流模型进行仿真，但实地采集风场数据后发现存在明显偏差，我们给出的解决方案是将实地风场数据回注仿真系统，重新标定扰动参数。”
在海上实测阶段，李沛团队首次赴南麂岛试飞时，通信断链频次远超预期。他们排查后发现网箱区金属结构多径反射严重。“为此，我们优化了飞控断链策略，将‘立即返航’改为‘悬停等待+重连尝试’，增加机载存储，确保断点续传。”
今年5月，“海牧智飞”无人机自主投喂系统在南麂岛完成了全流程实战测试。数据显示，无人机搭载75公斤饵料，仅用两个多小时便完成了对120万尾大黄鱼的精准投喂。
不同于普通无人机系统
除了“喂得准”，“海牧智飞”无人机还能做到“送得快”。在当地政府支持下，鳌江实验室等相关团队正共同探索无人机运输新场景，有望在几分钟内，将鲜活大黄鱼从网箱送至岛上的酒店，打造一条“空中走廊”，让海鲜保持极致的鲜活度。
李沛介绍：“自主投喂项目由我们团队联合北京航空航天大学教授王景璟团队进行攻关，目前已经完成测试。活鲜运输项目由浙江海洋大学教授严小军团队开展保鲜技术方面的攻关，我们团队开展飞控平台以及运维方向的技术支持和保障工作。活鲜运输项目今年6月启动，还属于初期实验阶段。”
“自主投喂和活鲜运输是‘海牧智飞’无人机系统的两个重要的自主运行项目。”李沛指出，不同于普通无人机依靠遥控执行固定航线，“海牧智飞”无人机系统融合激光雷达与人工智能避障算法，能实现从“预设航线飞行”到“感知—判断—决策—执行”的自主作业闭环。
从理论研究到实地试飞，李沛对产业场景的认知也发生了转变。“过去我关注通信速率等技术指标，现在我更关注极端环境下系统能否稳定运行、能否真正替代人工。”她说，产业需要的不是“先进展示”的技术而是“可靠管用”的产品。
在李沛看来，高校院所的科研往往追求“新”，企业的实际需求更看重“稳”。“海牧智飞”无人机系统给出的解决方案是，企业出题、高校解题、业绩答题。
企业提出的减少投喂人工依赖、残饵污染等需求，本身就是具有挑战性的科学问题，比如海上抗风控制、弱通信自主作业、鱼群状态感知等。“我们结合产业痛点，先提炼出科学问题解决痛点，再发表学术成果，而不是先做算法再找应用场景。”李沛说。
李沛还算了一笔经济账，单架次无人机可以替代2～3名渔工，每年每个网箱预计可节约管理成本约5000元，经培训即可独立操作，有效缓解用人单位招工难问题。
另外，无人机系统可以自动记录投喂量、鱼群摄食响应、水质溶解氧与氨氮等关键指标并实时回传，与卫星遥感整合形成养殖数字档案，为策略优化、病害预警、品质追溯和保险定损提供依据。
今年3月25日，全国唯一的大黄鱼品质打分标准《大黄鱼品质等级评价技术规范》开始实施，李沛团队开发的无人机系统为标准评价体系的品质分级提供了重要支撑。
让创新成果走出实验室
目前，“海牧智飞”项目已完成南麂岛全流程实战测试。但李沛指出，该项目距离规模化推广还需补齐一些关键短板。
李沛介绍，现在示范作业已验证单机在特定场景下的可行性，但规模化推广需要建立完整的工程化体系，比如制定无人机海上投喂作业规范、运维标准和安全操作规程；完成从“实验室样机”到“工业化产品”的可靠性验证，建立产品质控体系；通过第三方检测认证，减少养殖企业的使用顾虑。
虽然单网箱年节约成本约5000元，但李沛认为，前期设备投入、运维成本与收益分摊机制仍需厘清。比如，建立设备租赁、作业服务、数据运营等多元商业模式；引入科技金融机制，通过“科创贷+研发保险”为早期项目提供风险分担；测算不同养殖规模下的投资回报周期，形成可复制的经济模型。
“2025年12月，我们通过平阳县保代联动政策，成功贷款100万元，才得以顺利开展‘海牧智飞’项目。”李沛说，“项目最终能走通，关键得益于挂职经历让我能深度理解产业语言。成果转化光靠科研人员不行，需要既能听懂企业的话，又能把需求拆解成技术问题的人，还需要愿意陪跑的中试平台，更需要能容忍失败的制度环境。”
企业提出的最直接的问题是“几年能回本”。李沛在实践中发现，一项创新技术成果如果不能在中长期内形成正向的经济闭环，降本增效的收益无法覆盖投入，就很难真正走出实验室。
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