A drónfelderítők a dróntechnológia fejlődésével még pontosabbá teszik a precíziós mezőgazdaságot.
A Szövetségi Légiközlekedési Hivatal szerint a drónok már megérkeztek a farmokra. 2017-ben a kereskedelmi forgalomban bejegyzett drónok 48 százalékát mezőgazdasági célra használták, így az ingatlan-/légifotózás mögött a harmadik leggyakrabban használt gépek, 28 százalék, és az ipari ellenőrzések XNUMX százaléka.
A speciális mezőgazdaság a drónok precíziós mezőgazdasági piacának része. Az olyan repüléstechnikai cégek, mint a francia székhelyű Delair-Tech és az amerikai védelmi drónok vállalkozója, az AeroVironment speciális növénytermesztőknek értékesítik integrált szenzoros mezőgazdasági drónjaikat, és az északnyugati célpiac.
A seattle-i székhelyű MicaSense, amely egy RedEdge-M nevű, többspektrumú drónérzékelőt árul, részt vett a termelői találkozókon, például a washingtoni Kennewickben tartott gyümölcsfatermesztők találkozóján. Azon a találkozón a MicaSense vezérigazgatója, Gabriel Torres megvitatta a termésmennyiség kezelésének elemzését, amelyen a vállalat dolgozik.
„Folyamatosan együttműködünk gazdálkodókkal és iparági vezetőkkel annak feltárásán, hogy a képek hogyan befolyásolhatnak egy bizonyos irányítási gyakorlatot, vagy hogyan segíthetnek feloldani a döntéshozatal során felmerülő szubjektivitásokat” – mondta a MicaSense Enterprise Solutions igazgatója, Manal Elarab. „Elkötelezettek vagyunk amellett, hogy folyamatosan új módokat keresünk a képelemzés alkalmazására a mezőgazdasági üzemek napi döntései során.”
Az akadémikusok is tanulmányozzák a drónok felhasználását speciális növényekhez. A Vegetable Growers News 2018 februárjában írt a Rochesteri Technológiai Intézet és a Cornell Egyetem közötti együttműködésről, amelynek célja egy drónprogram kidolgozása a csecsemőbab fehérpenészére való érzékenységének azonosítására. A Penn State Egyetemen két kutató – egy mérnök és egy kertész – dolgozik egy drónprogramon, amely meghatározza az egyedi virágborítást és a termésterhelést a fa gyümölcseiben.
A katonáktól a szójababig
A fejlődő dróntechnológiák egyik szektorról a másikra terjednek. Az AeroVironment ag drónja, a Quantix legkorábbi elődje egy Pointer nevű katonai drón volt, amelyet az amerikai hadsereg és tengerészgyalogság használt 30 évvel ezelőtt. A vállalat szeptember 9-e után és az Öböl-háború alatt az Egyesült Államok Védelmi Minisztériumának fő beszállítójává vált, és a mai napig öt programja van a DOD-nál.
Bár a Quantix inkább növények felmérésére szolgál, mint ellenséges növényekre, függőleges fel- és leszállási koncepciója egy katonai programból származik. A merevszárnyú drón függőleges helyzetből indul, akárcsak az űrrepülőgép, de kiegyenesedik, mint egy repülőgép, így hosszan söpörhet be a képbe.
„Ez valóban a legjobb mindkét világ közül” – mondta Mark Dufau, az AeroVironment kereskedelmi értékesítési igazgatója.
A technológia folyamatosan fejlődik, és a vállalatok olyan új funkciókat találnak, amelyek a legjobban működnek a precíziós mezőgazdaságban. Az egyik alapvető távérzékelési technológia, a Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) az 1960-as és 1970-es években műholdprogramokból származott, mondta John Sulik, a MicaSense távérzékelési alkalmazások specialistája.
– Sok mindent megtehetsz – mondta Sulik. „Csak a régebbi távérzékelési technikák nagy része nem releváns ezeknél a magasabb értékű növényeknél. Nem mondanak el annyi történetet, amennyit tudnod kell.”
A MicaSense RedEdge-M öt kamerával rendelkezik, amelyek vörös, zöld, kék, közeli infravörös és piros éleket mérnek.
„A multispektrális képek nagyon jól belátható eszköznek bizonyultak, amikor a stressz felderítéséről van szó” – mondta Elarab. "A multispektrális képekből összeállított indexek segítenek megérteni a területen belüli változékonyságot, és így elvezetik Önt a stressz helyére, így reprezentatív mintákat gyűjthet, amelyek szűkíthetik a stressz okát."
Néhány különböző multi-spektrális drónérzékelő van a piacon a termelők számára. A minneapolisi székhelyű Sentera március 28-án bejelentette, hogy eladja AGX710 gimbales érzékelőjét a DJI márkájú Matrice 200 sorozatú ipari drónokhoz való plug-and-play használatra. A Sentera vezérigazgatója, Eric Taipale elmondta, hogy a mérkőzés „hihetetlenül egyszerűvé teszi ügyfeleink számára, hogy hasznos adatokat gyűjtsenek a terepen”.
„Ügyfeleink több tucat különböző indexterméket állítanak elő, és automatizált elemző eszközöket használnak a mezőgazdaságban, az erdészetben és a környezetvédelemben számos különböző alkalmazásban” – mondta. A Sentera érzékelője egy évnyi hozzáférést biztosít a FieldAgent nevű szoftverelemző platformhoz, amely termésfelderítési betekintést nyújt a betegségek, kártevők és egyéb terhelések észleléséhez, a hiányosságok azonosításához és a táplálkozási állapot felméréséhez.
A drónok nagyobb távolságokat is megtesznek. Franciaországban a Delair DT18 ag drónja a látótávolságon túli repülésre vagy BVLOS-műveletre engedélyezett (az amerikai FFA felmentést ír elő a BVLOS repüléshez). A DT18 3G vezeték nélküli telefonhálózaton keresztül vezérelhető, így irányítótorony nélkül mérföldeket repülhet vele.
„Egy repüléssel több mint 2,500 hektárnyi területet lehet bejárni, ha a szabályozás lehetővé teszi a magas repülést” – mondta Lenaic Grignard mezőgazdasági és erdészeti termékmenedzser. "Szinkronizáljuk a rendszerünket, hogy a termésértékelés termelékenysége nagyon magas legyen."
Elég széles a nézéshez
A drónok drágák, és leginkább a nehezen elérhető területek felderítésére szolgálnak. Tehát mekkoranak kell lennie egy gazdaságnak ahhoz, hogy igazolja a kiadást?
Ettől függetlenül a Delair Grignard és az AeroVironment Dufauja is ugyanazzal a gömbölyű figurával állt elő: 1,000 hektár.
„Az Egyesült Államokban, amikor az embernek több mint 1,000 hektárja van, az kezd érdekes lenni” – mondta Grignard. Dufau azt mondta, hogy az ezer hektáros küszöbnél „a Közép-Nyugaton keresztül élő termelők valóban kezdik látni a rendszer hasznosságát”.
De mindketten gyorsan hozzátették, hogy a speciális növények sok tekintetben sokban különböznek a soros növényektől, és magasabb a befektetés megtérülése.
„Ez valóban a hektáronkénti bevételen múlik” – mondta Dufau. „Amikor belekeveredünk a középnyugati sornövények és a speciális növények összehasonlításába, ezek a számok jelentősen megváltoznak, mivel a speciális termény és a kukorica és a bab mekkora erőfeszítést és bevételt jelent. Ez a szám lényegesen kisebb, ahogy a speciális terményekbe kerülünk.”
Az egyik példa szerinte a borszőlőtermesztők, akikről köztudott, hogy drónokat telepítenek egy 5 hektáros szőlőültetvény utolsó, gyors ellenőrzésére.
„Nem feltétlenül az, hogy „mit találsz?” – mondta Dufau. „Ez az, amit nem talál meg, az ad olyan szintű bizonyosságot, hogy mindent megtesz a kezeléséért. (Nem) csak észreveszik a problémákat, de jobban is tudnak aludni éjszaka, tudván, hogy nincsenek problémák.”
A magasabb termésérték az egyik oka annak, hogy a dróngyártók úgy gondolják, hogy a speciális növénytermesztők nagyobb valószínűséggel vásárolnak technológiát.
„A soros kultúrákban lassú az elterjedtség, és ennek az egyik oka az, hogy ha a kukorica árát nézzük, nincs meg a befektetési kapacitásunk egy ilyen technológiához” – mondta Grignard.
Elarab, a MicaSense-től azt mondta, hogy a speciális termelők gyorsabban alkalmazkodnak a technológiához.
„A nagy értékű növények a technológia korai alkalmazkodói voltak, mint például a szőlőültetvények, gyümölcsfák és hasonlók” – mondta. „Más növények, például a kávé és a zöldségek iránt is nagy az érdeklődés.
„Sok embert érdekel a precíziós ag, és bizonyos növényeken belül eltérő arányban alkalmazzák. A piac évről évre növekszik. Sokan egyre izgatottabbak a képek vezetői döntéseikbe való beépítése miatt, így határozottan nagy a növekedés.”
Az adatoktól a döntésig
Elengedhetetlen, hogy a drónadatok és képek relevánsak legyenek a termelők gazdálkodási döntései szempontjából.
„Az érzékelők adatokat hoznak létre” – mondta Sulik, a MicaSense munkatársa. „A termelőknek információra van szükségük. Tehát, amire az iparágnak szüksége van, az az, hogy az adatokat megfelelő időben hasznosítható információkká redukálják. Ez az, amit ki kell simítani. És ezen dolgozunk.”
Grignard, Delair, a feladatot adat „szűk keresztmetszetnek” nevezi.
"Az egész megoldás ötlete az, hogy a munkafolyamat különböző lépéseiben, az adatgyűjtéstől az adatfeldolgozásig, az adatokkal kapcsolatos szűk keresztmetszetek egy részét eltávolítsák – ez nem a termesztési tanácsadó vagy a termelő terhe."
Az egyik elemzőeszköz térképet hoz létre a termelők számára.
„Felmérjük a növények egészségét és a növények tápanyagszükségletét, majd elkészítjük a térképet” – mondta. "Ez a térkép vényköteles lehet, például egy nitrogéntérkép." A Delair DT18Ag képes megszámolni a növényeket vagy azonosítani az ültetvényekben lévő hézagokat.
Grignard azonban hozzátette, hogy az algoritmusok nem egyformák, és az eredmények terményenként eltérőek lehetnek. Az epernövényeknél például a növényszámláló algoritmus jól működik a korai szakaszban, de később az algoritmus meghibásodik, mivel a növények nőnek, és a lombkoronák kezdenek összekapcsolódni.
Az AeroVironment egy növényszámláló algoritmuson dolgozik a fán termő gyümölcsök számára, amely Dufau márciusi elmondása szerint körülbelül két-három hónap múlva lesz elérhető a jelenlegi rendszer kiegészítőjeként.
A változó dózisú applikátorok egy másik technológia, amely gyorsan fejlődik a precíziós mezőgazdaságban. Dufau szerint a drónadatok lehetséges felhasználása az, hogy az adatokat átvihetővé teszik a drónról egy változó dózisú műtrágya-, peszticid- és/vagy gombaölő-kijuttatóra. Az egyes növényekre vonatkozó drónadatok egy változó sebességű applikátorhoz kapcsolva azt jelentenék, hogy az egyes növények csak a szükséges vegyszereket kapják meg.
De bárhová is vezet az új technológia, Dufau szerint a drónokkal épített térképek a jövőben még pontosabbak lesznek.
„Levélről levélre haladsz, ágról ágra, végül értékeled a növények egészségét” – mondta. „Az ilyen típusú precíziós térképek hosszú távon csak jobbak lesznek. És úgy látom, hogy ez a fajta technológia csak bizonyos területeket vezérel, különösen a speciális növények esetében, amelyeket nem igazán alkalmaztak.”
- Stephen Kloosterman, a VGN segédszerkesztője
Felső fotó: A fix szárnyú AeroVironment Quantix függőleges fel- és leszállási funkcióval rendelkezik, amely hasonló a lebegő drónokhoz.