裴愛(ài)真 蓋欣儀 李佳 胡雪江

摘要：基于可持續(xù)理念提出對(duì)防蝗產(chǎn)品的設(shè)計(jì)研究。對(duì)可持續(xù)理念展開(kāi)概念討論，梳理深受蝗災(zāi)影響的地區(qū)特征，對(duì)防蝗產(chǎn)品市場(chǎng)現(xiàn)狀進(jìn)行分析，以可持續(xù)理念為基礎(chǔ)，探究產(chǎn)品如何兼顧糧食安全及防控蝗蟲(chóng)等功能，從可持續(xù)設(shè)計(jì)的三維度出發(fā)，針對(duì)存在的問(wèn)題提出設(shè)計(jì)策略。結(jié)合對(duì)東非農(nóng)作模式的調(diào)研，從產(chǎn)品造型等四方面進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)踐。改善了防蝗與綠色農(nóng)作之間的矛盾點(diǎn)，為今后基于可持續(xù)理念的防蝗產(chǎn)品設(shè)計(jì)研究奠定了一定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：可持續(xù)理念防蝗產(chǎn)品維度分析便利種植糧食安全

中圖分類(lèi)號(hào)：TB472

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1003-0069（ 2021） 07-0014-04

Abstract： Based on the concept of sustainable design of locust control productsBased on the concept of sustainable concept discussion， combing characteristicsof locust plague regions， analyzed about the present situation of locust preventionproduct market， based on the concept of sustainable， to explore how the productboth food security and the prevention and control the locusts， and other functions，starting from the three dimensions of sustainable design， aimed at the problemsexisting ln the design strategy is put forward Combined with the investigation of EastAfrican farming model， the design practice is carried out from four aspects suchas product modeling. The contradiction between locust control and green farmingwas improved， which laida certain foundation for the design and research of locustcontrol products based on sustainable concept in the future

Keywords： Sustainable concept Anti-Iocust products Dimensional analysisConvenient planting Food security

引言

2020年初爆發(fā)的蝗災(zāi)，比以往強(qiáng)度高達(dá)了20倍之多。大范圍的蝗災(zāi)席卷了西非、東非和南亞20多個(gè)國(guó)家，甚至輻射到了中國(guó)等各鄰國(guó)邊界。特別像東非等受災(zāi)嚴(yán)重地區(qū)，因蝗災(zāi)而間接引發(fā)出一系列社會(huì)性問(wèn)題，加劇了其整個(gè)社會(huì)的潛在動(dòng)蕩。在這樣的社會(huì)背景下，基于可持續(xù)理念的防蝗產(chǎn)品將有力地填補(bǔ)市場(chǎng)空白，減少化學(xué)農(nóng)藥對(duì)農(nóng)作物的傷害，同時(shí)也將成為綠色防蝗的長(zhǎng)久選擇。

一、可持續(xù)理念概述

可持續(xù)性涵義可解釋為：在當(dāng)前迅速發(fā)展的社會(huì)下，不斷地去尋求人與自然、環(huán)境共存的契合點(diǎn)，同時(shí)在這個(gè)過(guò)程中也倡導(dǎo)人們提高自身對(duì)自然環(huán)境、社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的意識(shí)?？沙掷m(xù)設(shè)計(jì)提倡在消除對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響同時(shí)，減少材料產(chǎn)品的消耗?？梢?jiàn).其并不是簡(jiǎn)單地強(qiáng)調(diào)環(huán)境保護(hù)，而是倡導(dǎo)用戶(hù)需求、環(huán)境效益和企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略相結(jié)合的雙贏觀(guān)。

例如一種可持續(xù)吸管，由回收的硼硅酸鹽玻璃制成，可回收、可重復(fù)使用、低過(guò)敏性、易于清潔和保養(yǎng)，如圖l所示;共享經(jīng)濟(jì)也是一種新型可持續(xù)經(jīng)濟(jì)概念，價(jià)值體現(xiàn)在兩方面：一方面，資源擁有方利用閑置資源獲得收益;另一方面，資源使用方以較低成本獲得資源，滿(mǎn)足自己的需求。從以上例子可以看出可持續(xù)設(shè)計(jì)理念的切入角度可以是材料，也可以是產(chǎn)品系統(tǒng)，更可以是一種昭示、一個(gè)概念[1]。因此需要設(shè)計(jì)師乃至公眾對(duì)可持續(xù)理念具有更加全面以及深刻的認(rèn)識(shí)和思考。

（一）可持續(xù)設(shè)計(jì)的維度分析

可持續(xù)設(shè)計(jì)的維度分析包括三個(gè)方面：經(jīng)濟(jì)效益維度、生態(tài)保護(hù)維度和社會(huì)保障維度，如圖2。

1.經(jīng)濟(jì)效益維度：從經(jīng)濟(jì)角度看，經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展重在解決現(xiàn)代發(fā)展與后代發(fā)展的協(xié)調(diào)關(guān)系。在不損害后代利益的前提下，保證人類(lèi)發(fā)展的長(zhǎng)遠(yuǎn)利益或后代的持續(xù)收入。基本這個(gè)立足點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)化總量分配社會(huì)資源?？沙掷m(xù)的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)不僅強(qiáng)調(diào)數(shù)量和質(zhì)量的提高，且注重節(jié)約資源和提高效率，努力保持或最小化收入波動(dòng)。

2.生態(tài)保護(hù)維度：可持續(xù)理念作為實(shí)現(xiàn)生態(tài)可持續(xù)發(fā)展的重要思想，力求在保障自然資源合理利用的前提下，提高產(chǎn)品的利用率和品質(zhì)，努力探尋消耗與節(jié)能的平衡點(diǎn)。各國(guó)的首要任務(wù)應(yīng)當(dāng)是從地區(qū)到全球的范圍內(nèi)更加重視生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)，并規(guī)劃好如何通過(guò)可持續(xù)性生態(tài)系統(tǒng)治理體系[2]。2020年大規(guī)模蝗群入侵東非地區(qū)并迅速擴(kuò)散，大面積的化學(xué)農(nóng)藥防治雖達(dá)到了一定的防治效果，但卻對(duì)當(dāng)?shù)丨h(huán)境造成了傷害。以此為戒，應(yīng)當(dāng)充分關(guān)注全球生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

3.社會(huì)保障維度：從社會(huì)保障的維度分析，可持續(xù)發(fā)展不止是作為當(dāng)代人的基本生活需求的保障，還需更加顧及到后代的社會(huì)保障基礎(chǔ)，絕不能為當(dāng)代的資源利益或安全保障來(lái)犧牲掉后代的資源。縱向來(lái)看，保障當(dāng)代人們的基本生活條件和預(yù)留足夠的各類(lèi)資源給后代，這是我們必須同時(shí)擔(dān)任的職責(zé)。橫向來(lái)看，有必要在考慮經(jīng)濟(jì)和社會(huì)持久性并造福經(jīng)濟(jì)的同時(shí)發(fā)展社會(huì)保障業(yè)務(wù)，可持續(xù)發(fā)展與社會(huì)共同進(jìn)步。

二、國(guó)內(nèi)外防蝗方法及產(chǎn)品現(xiàn)狀分析

（一）現(xiàn)有方法

目前，化學(xué)防治、物理防治、生物防治和生態(tài)防治是應(yīng)對(duì)蝗災(zāi)的現(xiàn)有的主要方法。如表l所示，能迅速及高效地控制蝗災(zāi)狀況的方法是化學(xué)防治，但此方法的缺陷是極其容易使生態(tài)環(huán)境陷入嚴(yán)重破壞的困境局面。最為倡導(dǎo)的方法是生物防治，大致是利用微生物等生物農(nóng)藥來(lái)控制蝗蟲(chóng)的繁衍，此方法對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響較小。而更為治本的則是生態(tài)防治，其方案一般是通過(guò)改變生態(tài)環(huán)境來(lái)防治蝗蟲(chóng)，例如將低洼地區(qū)（如濕地、沼澤等）變?yōu)轸~(yú)塘，或種植農(nóng)作物、植物等，從源頭上入手，直接減少蝗蟲(chóng)的食物源或棲身地[3]。

縱觀(guān)各國(guó)在蝗災(zāi)治理層面上，發(fā)達(dá)國(guó)家蝗災(zāi)防控意識(shí)極其強(qiáng)烈，且防蝗技術(shù)也相對(duì)完善，蝗災(zāi)高發(fā)地區(qū)主要為發(fā)展中國(guó)家及落后地區(qū)，而眾多發(fā)展中國(guó)家中的中國(guó)在近十余年里未暴發(fā)大規(guī)模的蝗蟲(chóng)災(zāi)害，主要是在防治方法上，從原本的化學(xué)防治措施轉(zhuǎn)向成更加可持續(xù)性的治理措施，即以應(yīng)用生物防治和生態(tài)防治為主。同時(shí)，我國(guó)構(gòu)建了完善的蝗蟲(chóng)防治體系，澳大利亞、美國(guó)及加拿大等國(guó)家不僅建設(shè)了健全的預(yù)警技術(shù)和防控體系，還會(huì)開(kāi)展一定的化學(xué)防治，但也因此會(huì)在防控蝗災(zāi)的同時(shí)，產(chǎn)生不可避免的農(nóng)藥污染[4]。而例如中亞、東非等這些常發(fā)生戰(zhàn)亂或不發(fā)達(dá)的國(guó)家或地區(qū)，由于它們當(dāng)?shù)卣疀](méi)有技術(shù)和資金去建立健全完善的預(yù)警技術(shù)和防控體系，技術(shù)和體系的缺失致使他們只有在蝗災(zāi)大規(guī)模暴發(fā)時(shí)，才不得不大范圍地采取噴灑農(nóng)藥的方式進(jìn)行應(yīng)急防治，這樣的延遲性舉措無(wú)法妥善防控，反而會(huì)造成農(nóng)作物損失慘重和生態(tài)污染的后果。

（二）市場(chǎng)產(chǎn)品分析

目前國(guó)內(nèi)外防蝗市場(chǎng)上廣泛使用的產(chǎn)品以化學(xué)農(nóng)藥為主。近年來(lái)，中國(guó)科研人員在化學(xué)農(nóng)藥的直接替代物和間接替代物兩種方式之間不斷探索，找到并逐漸普及更科學(xué)生態(tài)的方式，即殺蝗微生物制劑（蝗蟲(chóng)微孢子蟲(chóng)和綠僵菌）。作為受災(zāi)嚴(yán)重的國(guó)家及地區(qū)，他們都實(shí)行了不同的防蝗措施。比如，印度當(dāng)?shù)卣畷?huì)投入資金去購(gòu)買(mǎi)大批的無(wú)人機(jī)及其他功能設(shè)備，在觀(guān)測(cè)蝗群的運(yùn)動(dòng)軌跡的同時(shí)，會(huì)及時(shí)噴灑大量的殺蟲(chóng)劑，但顯然，雖然能有效殺死蝗群，但這無(wú)法在殺死蝗群的時(shí)候，有效地防止農(nóng)作物被損害，反而會(huì)遭受到殺蟲(chóng)劑的第二波傷害;而在2020年發(fā)生的前所未有之龐大的東非蝗災(zāi)中，由于無(wú)法及時(shí)得到鄰國(guó)援助，同時(shí)該地區(qū)文化教育程度及經(jīng)濟(jì)水平低下，導(dǎo)致相關(guān)的設(shè)備技術(shù)和專(zhuān)業(yè)的防治人才都處于極其短缺的狀況，而農(nóng)藥噴灑措施的實(shí)行也因不及時(shí)性和殺蟲(chóng)劑供應(yīng)不足而導(dǎo)致蝗群不斷擴(kuò)大、農(nóng)作物受損極其嚴(yán)重，甚至引發(fā)了“糧食危機(jī)”，蝗災(zāi)范圍之廣也危及到了中國(guó)等各鄰國(guó)的邊界。東非地區(qū)的經(jīng)濟(jì)水平限制了測(cè)報(bào)技術(shù)和防控組織體系的建立、相關(guān)產(chǎn)品的發(fā)明制造，同時(shí)其農(nóng)作經(jīng)濟(jì)及模式也在很大程度上限制了防蝗設(shè)備的適用種類(lèi)。

隨著互聯(lián)網(wǎng)的迅速發(fā)展，各國(guó)及各地企業(yè)都開(kāi)發(fā)了各式各樣的蝗蟲(chóng)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，但僅僅只能起到監(jiān)控的作用，并不能兼顧防護(hù)農(nóng)作物、驅(qū)趕蝗蟲(chóng)的功能。由此可見(jiàn)，同時(shí)兼顧到農(nóng)作物的安全及監(jiān)控驅(qū)趕蝗蟲(chóng)的產(chǎn)品仍處于市場(chǎng)空白狀態(tài)，也意味著龐大的發(fā)展前景。

三、基于可持續(xù)理念的防蝗產(chǎn)品設(shè)計(jì)策略

以可持續(xù)設(shè)計(jì)的3R原則（Reduce、Reuse、Recycle）為基礎(chǔ)，防蝗產(chǎn)品可以從原材料的選擇，結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，功能的疊加，以及產(chǎn)品生命周期的每一環(huán)節(jié)都能進(jìn)行有效優(yōu)化，以減少對(duì)環(huán)境的污染。

（一）產(chǎn)品生命周期的可持續(xù)閉環(huán)

農(nóng)田空間性質(zhì)特點(diǎn)近似于未經(jīng)改造的自然環(huán)境，對(duì)產(chǎn)品材料要求相對(duì)較高。從生產(chǎn)加工來(lái)看，首先應(yīng)考慮使用無(wú)毒無(wú)害、成本較低的材料，盡量避免或減少產(chǎn)品的加工處理，通過(guò)優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)造型，最大程度利用現(xiàn)有材料，減少邊角料的浪費(fèi)。最后考慮回收利用廢舊材料和可再生材料。其次，考慮到使用過(guò)程人與產(chǎn)品與環(huán)境的交互，該防蝗產(chǎn)品造型、色彩應(yīng)盡量與自然環(huán)境協(xié)調(diào)，在生命周期中通過(guò)合理設(shè)計(jì)減少有害、不可逆結(jié)果的產(chǎn)生[5]。

（二）產(chǎn)品功能泛用性與操作簡(jiǎn)潔性

在設(shè)計(jì)過(guò)程中，考慮到實(shí)際環(huán)境中用戶(hù)的能力有限而各不相同，設(shè)計(jì)師應(yīng)在不干擾主體功能的同時(shí)，加入各種特點(diǎn)來(lái)盡可能滿(mǎn)足大多數(shù)需求，從而使得產(chǎn)品能在最大程度上被每個(gè)人使用[6]。我們的目標(biāo)用戶(hù)大多處于教育落后的貧困地區(qū)，所具有的知識(shí)水平和設(shè)計(jì)素質(zhì)理念相對(duì)貧乏，所以產(chǎn)品語(yǔ)意要簡(jiǎn)潔直觀(guān)，同時(shí)搭配配套APP，易于操作。另外，在保證能夠滿(mǎn)足產(chǎn)品基本功能的情況下，應(yīng)盡量減少消耗，更高效地利用資源，減少對(duì)環(huán)境的污染。

（三）產(chǎn)品語(yǔ)意功能的良好交互

產(chǎn)品語(yǔ)義學(xué)起源于設(shè)計(jì)符號(hào)學(xué)，從本質(zhì)上講是將產(chǎn)品看做類(lèi)似傳達(dá)信息的符號(hào)介質(zhì)，從而進(jìn)一步建立設(shè)計(jì)者一產(chǎn)品一用戶(hù)三者之間聯(lián)系的一門(mén)新興學(xué)科[7]。隨著工業(yè)、化學(xué)等技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟，產(chǎn)品功能元器件的電子化和芯片化極大程度解放了產(chǎn)品的造型，幾乎所有的電子產(chǎn)品都能以相似的幾何造型出現(xiàn)，但是也扼殺了產(chǎn)品的個(gè)性，增加了產(chǎn)品的學(xué)習(xí)和操作成本，降低了用戶(hù)使用體驗(yàn)。所以本產(chǎn)品通過(guò)總結(jié)產(chǎn)品語(yǔ)意學(xué)在設(shè)計(jì)應(yīng)用上的理論思路以及優(yōu)秀設(shè)計(jì)的共同特點(diǎn)確定設(shè)計(jì)思路。

在結(jié)構(gòu)上，產(chǎn)品應(yīng)保留體現(xiàn)功能特征的結(jié)構(gòu)符號(hào)，盡量完整地向使用者傳達(dá)外延使用層次的語(yǔ)意，充分闡明、發(fā)揮符號(hào)的能指與所指作用;在材料上，應(yīng)盡量使用適合當(dāng)?shù)貧夂?、地理環(huán)境的材料，并減少處理步驟，保留原材料的基本特征;在色彩上，應(yīng)考慮到產(chǎn)品與周?chē)h(huán)境的協(xié)調(diào)關(guān)系，使用環(huán)保、易降解的涂料等;在肌理處理上，要在不影響產(chǎn)品功能的前提條件下進(jìn)行設(shè)計(jì)性加工，重視產(chǎn)品與用戶(hù)的五感互動(dòng)，形成良好的情感體驗(yàn)[8]。

結(jié)合可持續(xù)防蝗產(chǎn)品概念，嚴(yán)格遵循可持續(xù)防蝗產(chǎn)品設(shè)計(jì)原則，能夠有方法性地進(jìn)行基于可持續(xù)理念的防蝗產(chǎn)品設(shè)計(jì)[9]。

四、基于可持續(xù)理念的防蝗產(chǎn)品設(shè)計(jì)實(shí)踐

結(jié)合前文所述的背景調(diào)研及可持續(xù)設(shè)計(jì)策略的探索，我們發(fā)現(xiàn)東非地區(qū)經(jīng)濟(jì)及農(nóng)作模式無(wú)法進(jìn)行有效的生態(tài)防治，常用的農(nóng)藥防治對(duì)環(huán)境造成傷害，且在鄰國(guó)援助人員無(wú)法迅速到達(dá)的情況下，蝗災(zāi)嚴(yán)重程度將會(huì)大幅上升，威脅到鄰國(guó)乃至全世界。

結(jié)合東非地區(qū)的特殊性，我們以其農(nóng)田狀況為實(shí)踐設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，在此基礎(chǔ)下的可持續(xù)防蝗產(chǎn)品設(shè)計(jì)需滿(mǎn)足以下創(chuàng)新功能點(diǎn)：1.智能管理農(nóng)田2.監(jiān)測(cè)蝗蟲(chóng)動(dòng)態(tài)3.高效防治蝗蟲(chóng)。

產(chǎn)品的創(chuàng)新點(diǎn)在于實(shí)現(xiàn)了農(nóng)田日常的自動(dòng)化管理和對(duì)蝗群的檢測(cè)，設(shè)備主體和防蝗網(wǎng)分別起到針對(duì)性高效防蝗和避免莊稼遭蝗蟲(chóng)大量啃食的作用，因此該產(chǎn)品同時(shí)實(shí)現(xiàn)了多方面的可持續(xù)?，F(xiàn)從產(chǎn)品造型、材質(zhì)、功能與產(chǎn)品的軟件端四個(gè)方面進(jìn)行方案評(píng)價(jià)。

（一）產(chǎn)品造型

如圖3所示，防蝗設(shè)備造型簡(jiǎn)潔，采用伸縮式設(shè)計(jì)，整體大小比例適中，可針對(duì)作物高度自行調(diào)節(jié)，而玉米作為東非地區(qū)主要作物中高度相對(duì)較高的作物，所以我們?cè)O(shè)備采用的常規(guī)高度為1.8米。設(shè)備采用白色外形，顏色更為統(tǒng)一突出，有利于在農(nóng)田中快速觀(guān)察作業(yè)，同時(shí)農(nóng)戶(hù)也可根據(jù)農(nóng)作物高度來(lái)調(diào)整設(shè)備的高度。整體外觀(guān)輪廓采用圓柱體結(jié)構(gòu)，方便運(yùn)輸裝配，曲線(xiàn)與直線(xiàn)輪廓相結(jié)合，使用戶(hù)具有更調(diào)和的感官體驗(yàn)，整體體量適中，上部監(jiān)測(cè)部分較大，下部網(wǎng)軸部分小且長(zhǎng)，形成大小、粗細(xì)的對(duì)比，使用戶(hù)的視覺(jué)體驗(yàn)更為舒適。攝像頭位于上部中間，周?chē)蓷l形散熱孔，圍繞攝像頭，長(zhǎng)度與之適應(yīng)，使之更為自然，同時(shí)攝像頭與周?chē)こ趟芰嫌胁馁|(zhì)對(duì)比，使之觀(guān)察更為明顯。整體設(shè)備與農(nóng)田環(huán)境相適應(yīng)，體現(xiàn)出科技與自然的結(jié)合。

（二）產(chǎn)品材質(zhì)

防蝗設(shè)備主要由設(shè)備機(jī)身、網(wǎng)軸、滑桿、滑軌、防蝗網(wǎng)、腳輪、蓄水倉(cāng)、藥液盒等八部分，如圖4。

其中，ABS工程塑料作為了設(shè)備的主體骨架材質(zhì)，其抗腐蝕性較好，且能在較高溫度下保持良好材料特性，表面硬度較好，機(jī)械強(qiáng)度較好，成本較低，適應(yīng)當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)與環(huán)境情況;網(wǎng)軸主體采用304不銹鋼，在大氣中容易被腐蝕，機(jī)械性能較好，有利于延長(zhǎng)產(chǎn)品生命周期;防蝗網(wǎng)采用高密度聚乙烯材質(zhì)，無(wú)毒，符合可持續(xù)設(shè)計(jì)原則，抗磨損且絕緣，有良好機(jī)械強(qiáng)度;腳輪采用聚氨酯材質(zhì)，該材質(zhì)的優(yōu)勢(shì)是耐老化、耐臭氧、耐輻射、耐油，很符合東非地區(qū)光照較強(qiáng)的環(huán)境特點(diǎn)。蓄水倉(cāng)主要由再生聚丙烯PP材質(zhì)，環(huán)保無(wú)危害，符合可持續(xù)設(shè)計(jì)原則。超強(qiáng)的耐強(qiáng)酸、強(qiáng)堿性。藥液盒主要由PA或EVOH/膠粘劑/HDPE三層材質(zhì)組成，減少農(nóng)藥揮發(fā)逃散，如表2所示。

（三）產(chǎn)品功能

多個(gè)產(chǎn)品“popcreen”串聯(lián)及其對(duì)應(yīng)的后臺(tái)運(yùn)作是針對(duì)2020年?yáng)|非蝗災(zāi)的一套可持續(xù)防治蝗群且有效管理農(nóng)場(chǎng)的系統(tǒng)。一方面，日常幫助監(jiān)測(cè)護(hù)理農(nóng)作物;另一方面，在發(fā)生蝗災(zāi)時(shí)，通過(guò)防蟲(chóng)網(wǎng)來(lái)阻擋蝗群啃食農(nóng)場(chǎng)植物，并通過(guò)光電誘導(dǎo)來(lái)對(duì)蝗群進(jìn)行誘捕從而消滅多數(shù)的蝗蟲(chóng)。產(chǎn)品可有效防治蝗蟲(chóng)進(jìn)攻農(nóng)場(chǎng)，阻止莊稼被啃食從而避免糧食短缺漲價(jià)而引起的社會(huì)問(wèn)題。而產(chǎn)品本身的實(shí)用性和可持續(xù)性將更好地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)和護(hù)理農(nóng)作物。

產(chǎn)品的創(chuàng)新性具體體現(xiàn)在以下三個(gè)功能的結(jié)合與可持續(xù)性：

（1）智能管理農(nóng)田

①監(jiān)測(cè)功能：通過(guò)上部分作用器的攝像頭觀(guān)察農(nóng)田周邊情況，方便農(nóng)戶(hù)在后臺(tái)遠(yuǎn)程操縱產(chǎn)品進(jìn)行農(nóng)田管理;②噴灑功能：農(nóng)戶(hù)通過(guò)后臺(tái)控制按鈕來(lái)遠(yuǎn)程選擇對(duì)農(nóng)田進(jìn)行灌溉或者噴灑農(nóng)藥。此操作節(jié)省了大量人力，實(shí)現(xiàn)了一人即可管理農(nóng)場(chǎng)的愿望;

（2）監(jiān)測(cè)蝗蟲(chóng)動(dòng)態(tài)

建立“端一管一云”的系統(tǒng)架構(gòu)，結(jié)合GPS定位、圖像識(shí)別技術(shù)及氣象數(shù)據(jù)等對(duì)蝗蟲(chóng)運(yùn)動(dòng)軌跡和密度進(jìn)行預(yù)測(cè)及觀(guān)察，保證在蝗群大規(guī)模侵襲之前，及時(shí)地獲取蝗群入侵的跡象，并運(yùn)用大數(shù)據(jù)人工智能等信息技術(shù)進(jìn)行分析，產(chǎn)生相應(yīng)的數(shù)據(jù)傳輸給后臺(tái);

（3）高效防治蝗蟲(chóng)

后臺(tái)接收并分析蝗群入侵的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)后，會(huì)立刻以自動(dòng)跳轉(zhuǎn)的應(yīng)急防蝗頁(yè)面反饋給農(nóng)戶(hù)。在裝置啟動(dòng)后，通過(guò)多個(gè)獨(dú)立設(shè)備的防蝗網(wǎng)展開(kāi)串聯(lián)，全方位覆蓋農(nóng)田以阻擋蝗蟲(chóng)侵食，同時(shí)每個(gè)設(shè)備的上部分作用器頂端采用光電誘導(dǎo)技術(shù)，誘集蝗蟲(chóng)至附近以形成蝗蟲(chóng)高密集區(qū)，并于該區(qū)域進(jìn)行小面積地噴灑農(nóng)藥，盡可能保證農(nóng)藥在蝗蟲(chóng)致死的效率最大化，而小面積的農(nóng)藥噴灑也規(guī)避了以往大規(guī)模的化學(xué)防治而導(dǎo)致的農(nóng)作物嚴(yán)重?fù)p害的風(fēng)險(xiǎn)。

如表3所示，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)主要分為兩大部分，上部分作用器以及滑竿部分。上部分作用器主要包括檢測(cè)攝像頭，灑水噴頭，農(nóng)藥噴頭和光照監(jiān)測(cè)等，主要用于農(nóng)田日常管理以及蝗蟲(chóng)的滅殺;下半部分主要由防蝗網(wǎng)和滑竿組成，用于隔離蝗災(zāi)來(lái)臨時(shí)的蝗蟲(chóng)和莊稼，起到防治蝗蟲(chóng)和保護(hù)莊稼的作用。

多功能結(jié)合的應(yīng)用給產(chǎn)品更強(qiáng)的操作性，遠(yuǎn)程操控的特點(diǎn)便于更好的管理農(nóng)場(chǎng)和防治蝗蟲(chóng)，如圖5所示，產(chǎn)品使用模式分為以下兩種：

（1）日常模式：農(nóng)戶(hù)根據(jù)農(nóng)作物高度來(lái)自由調(diào)整popcreen的高度，攝像頭用于監(jiān)測(cè)農(nóng)田周?chē)闆r，方便農(nóng)戶(hù)足不出戶(hù)就可在總控制室看到農(nóng)田的情況。配有噴頭用于日常噴灑水和農(nóng)藥，農(nóng)戶(hù)只需按下按鍵即可自動(dòng)進(jìn)行工作，大大減少了農(nóng)戶(hù)的工作量并提升了工作效率，如圖6。

（2）應(yīng)急模式（發(fā)生蝗災(zāi)時(shí)）：農(nóng)戶(hù)可以通過(guò)機(jī)器頂部攝像頭來(lái)觀(guān)察蝗群的動(dòng)向，一旦發(fā)現(xiàn)有蝗群，即可開(kāi)啟防蝗網(wǎng)，并鋪上軌道，防蝗網(wǎng)會(huì)按照固定軌道來(lái)進(jìn)行滑動(dòng)，直到將整塊農(nóng)田封閉起來(lái)，把蝗蟲(chóng)隔離在防蝗網(wǎng)外，避免糧食被啃食。同時(shí)，光誘導(dǎo)等也會(huì)開(kāi)啟，用于吸引蝗群聚集，等到蝗群靠近時(shí)，即噴灑農(nóng)藥來(lái)殺滅蝗蟲(chóng)，如圖7、8所示。

蝗災(zāi)過(guò)去后，農(nóng)戶(hù)在APP上進(jìn)行操作，防蝗網(wǎng)便可自動(dòng)收回，設(shè)備恢復(fù)日常狀態(tài)。

（四）軟件端

如圖9所示，產(chǎn)品“popcreen”在軟件端的界面設(shè)計(jì)上采用了扁平化設(shè)計(jì)，界面主色彩采用了代表可持續(xù)、農(nóng)田的綠色，圖標(biāo)和作用模塊在合理的范圍內(nèi)盡可能地放大，減少文字的說(shuō)明，這樣的處理是考慮到了教育落后的使用環(huán)境，便于東非當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶(hù)理解并快速上手，更高效地為其實(shí)現(xiàn)便利的后臺(tái)遠(yuǎn)程操作。

農(nóng)田數(shù)據(jù)界面可以在后臺(tái)直觀(guān)具體的監(jiān)測(cè)到農(nóng)田的實(shí)際情況，例如水分、營(yíng)養(yǎng)物、肥料等信息;如果檢測(cè)到蝗災(zāi)，會(huì)轉(zhuǎn)到應(yīng)急防蝗頁(yè)面，便于農(nóng)戶(hù)及時(shí)收到消息，按動(dòng)按鈕，將防蝗網(wǎng)啟動(dòng)包裹農(nóng)田并進(jìn)行相應(yīng)的蝗蟲(chóng)防治操作;蝗災(zāi)結(jié)束并恢復(fù)日常狀態(tài)后，在實(shí)時(shí)監(jiān)控界面中，農(nóng)戶(hù)可以啟動(dòng)機(jī)器對(duì)農(nóng)田進(jìn)行灌溉管理，解決了農(nóng)戶(hù)管理農(nóng)田的地點(diǎn)限制問(wèn)題。

結(jié)語(yǔ)

2020年是動(dòng)蕩的一年，自年初以來(lái)，社會(huì)多方的秩序及運(yùn)轉(zhuǎn)都發(fā)生了一定的錯(cuò)亂停滯，此次東非特大蝗災(zāi)的發(fā)生，是與人力物力短缺和不及時(shí)性等因素有著必然聯(lián)系的。若是這些成為蝗災(zāi)重災(zāi)區(qū)的國(guó)家或地區(qū)不投入使用針對(duì)當(dāng)?shù)剞r(nóng)作經(jīng)濟(jì)及模式的防蝗產(chǎn)品，必將會(huì)讓蝗災(zāi)情形愈演愈烈，威脅到鄰國(guó)乃至全世界。因此，本文從東非地區(qū)的防蝗產(chǎn)品設(shè)計(jì)出發(fā)，以可持續(xù)理念為基礎(chǔ)，希望以小見(jiàn)大，能將“便利種植，綠色防蝗”的設(shè)計(jì)理念輻射到各個(gè)國(guó)家及地區(qū)的防蝗產(chǎn)品設(shè)計(jì)中。從化學(xué)和物理技術(shù)入手，區(qū)別于有害的殺蟲(chóng)劑，在防護(hù)農(nóng)田的時(shí)候不造成農(nóng)田污染。致力于讓蝗災(zāi)重災(zāi)區(qū)人民在便利種植的同時(shí)應(yīng)急防蝗，過(guò)上更幸福的生活。

基金項(xiàng)目：本文系湖南省2020年大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃資助項(xiàng)目《基于東非地區(qū)的防蝗設(shè)備產(chǎn)品設(shè)計(jì)研究——以“POPCREEN”為例》（項(xiàng)目編號(hào)：X202010555358）研究成果。

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