با پیشرفت فناوری هواپیماهای بدون سرنشین، پیشاهنگان هواپیماهای بدون سرنشین آماده هستند تا کشاورزی دقیق را دقیق تر کنند.
به گفته اداره هوانوردی فدرال، هواپیماهای بدون سرنشین قبلاً به مزارع رسیده اند. هفده درصد از تمام پهپادهای ثبت شده تجاری در سال 2017 برای کشاورزی مورد استفاده قرار گرفتند، که آن را با 48 درصد در رتبه سوم بیشترین استفاده برای ماشینهای عکاسی املاک و هوایی و با 28 درصد در بازرسی صنعتی قرار داد.
کشاورزی تخصصی بخشی از آن بازار کشاورزی دقیق برای هواپیماهای بدون سرنشین است. شرکتهای هوانوردی مانند شرکت فرانسوی Delair-Tech و پیمانکار هواپیماهای بدون سرنشین دفاعی آمریکایی AeroVironment پهپادهای کشاورزی حسگر یکپارچه خود را برای تولیدکنندگان محصولات ویژه بازاریابی میکنند و شمال غربی یک بازار هدف است.
MicaSense مستقر در سیاتل، که یک حسگر هواپیمای بدون سرنشین چند طیفی به نام RedEdge-M را می فروشد، در جلسات پرورش دهندگان مانند گردهمایی پرورش دهندگان درختان میوه که در Kennewick، واشنگتن برگزار شد، شرکت کرده است. در آن جلسه، گابریل تورس، مدیر عامل MicaSense، در مورد تجزیه و تحلیل مدیریت بارگذاری که شرکت روی آن کار می کند، بحث کرد.
Manal Elarab مدیر MicaSense Enterprise Solutions گفت: "ما به طور مداوم با کشاورزان و رهبران صنعت کار می کنیم تا ببینیم چگونه تصاویر می توانند روی یک عملکرد مدیریتی خاص تأثیر بگذارند یا به حل بخشی از ذهنیت در مورد تصمیم گیری کمک کنند." ما متعهد به کاوش مداوم راههای جدید برای اعمال تجزیه و تحلیل تصاویر در تصمیمگیریهای روزانه مزرعه هستیم.»
دانشگاهیان نیز در حال مطالعه کاربرد پهپادها برای محصولات تخصصی هستند. Vegetable Growers News در فوریه 2018 در مورد همکاری بین مؤسسه فناوری روچستر و دانشگاه کرنل برای توسعه یک برنامه هواپیمای بدون سرنشین برای شناسایی حساسیت لوبیا به کپک سفید نوشت. در دانشگاه ایالتی پن، دو محقق - یک مهندس و یک باغبان - در حال کار بر روی یک برنامه هواپیمای بدون سرنشین برای تعیین پوشش شکوفه های فردی و بار محصول در میوه درخت هستند.
از سرباز گرفته تا سویا
فناوریهای در حال تکامل هواپیماهای بدون سرنشین از یک بخش به بخش دیگر عبور میکنند. پهپاد ag AeroVironment اولین سلف کوانتیکس یک پهپاد نظامی به نام پوینتر بود که ارتش و تفنگداران دریایی ایالات متحده 30 سال پیش از آن استفاده کردند. این شرکت پس از 9 سپتامبر و در طول جنگ خلیج فارس به تامین کننده اصلی وزارت دفاع ایالات متحده تبدیل شد و تا به امروز دارای پنج برنامه رکورددار با وزارت دفاع است.
اگرچه کوانتیکس برای نقشه برداری از گیاهان به جای خصمانه طراحی شده است، مفهوم برخاستن و فرود عمودی آن از یک برنامه نظامی ناشی شده است. پهپاد با بال ثابت از یک موقعیت عمودی مانند شاتل فضایی پرتاب می شود، اما مانند یک هواپیما به سمت بالا می رود تا تصاویری طولانی از محصول را طی کند.
مارک دوفاو، مدیر فروش تجاری AeroVironment، گفت: "این واقعا بهترین هر دو جهان است."
فن آوری به تکامل خود ادامه می دهد و شرکت ها در حال یافتن ویژگی های جدیدی هستند که برای کشاورزی دقیق بهترین کار را دارند. جان سولیک، متخصص کاربردهای سنجش از دور MicaSense گفت: یکی از فناوریهای اساسی سنجش از دور، شاخص گیاهی تفاوت عادی (NDVI)، از برنامههای ماهوارهای در دهههای 1960 و 1970 به دست آمد.
سولیک گفت: "کارهای زیادی می توانید انجام دهید." فقط بسیاری از تکنیکهای سنجش از دور قدیمیتر به این محصولات با ارزش بالاتر مربوط نمیشوند. آنها آنقدر داستان را برای شما تعریف نمی کنند که شما باید بدانید.»
RedEdge-M MicaSense دارای پنج دوربین است که لبههای قرمز، سبز، آبی، نزدیک به مادون قرمز و قرمز را اندازهگیری میکنند.
الاراب گفت: «تصاویر چند طیفی نشان داده است که ابزار بسیار روشنگری در هنگام جستجو در زمینه استرس شما است. «شاخصهای ساختهشده از تصاویر چندطیفی به درک تغییرپذیری در حوزه شما کمک میکنند و بنابراین شما را به مکانهای استرس راهنمایی میکنند تا نمونههای نمایندهای را جمعآوری کنید که میتواند علت استرس را محدود کند.»
چند حسگر پهپاد چند طیفی مختلف برای پرورش دهندگان در بازار هستند. Sentera مستقر در مینیاپولیس در 28 مارس اعلام کرد که حسگر گیمبال AGX710 خود را برای استفاده پلاگین و بازی با پهپادهای صنعتی Matrice سری 200 با نام تجاری DJI میفروشد. اریک تایپال، مدیرعامل Sentera گفت که این مسابقه جمعآوری دادههای عملی از میدان را برای مشتریان ما بسیار ساده میکند.
او گفت: «مشتریان ما دهها محصول شاخص مختلف تولید میکنند و از ابزارهای تجزیه و تحلیل خودکار در بسیاری از برنامههای کاربردی مختلف در کشاورزی، جنگلداری و حفاظت از محیط زیست استفاده میکنند.» حسگر Sentera با یک سال دسترسی به یک پلتفرم تجزیه و تحلیل نرمافزاری به نام FieldAgent بستهبندی شده است که بینشهای پیشبینی محصول را برای کمک به تشخیص بیماری، آفات و سایر فشارها، شناسایی کمبودها و ارزیابی وضعیت تغذیه ارائه میدهد.
هواپیماهای بدون سرنشین نیز مسافت های طولانی تری را طی می کنند. در فرانسه، پهپاد DT18 ag Delair برای پرواز فراتر از خط دید یا عملیات BVLOS تأیید شده است (FFA ایالات متحده برای پرواز BVLOS به معافیت نیاز دارد). DT18 را می توان توسط یک شبکه تلفن بی سیم 3G کنترل کرد و بنابراین می توان مایل ها بدون برج کنترل پرواز کرد.
Lenaic Grignard، مدیر محصولات کشاورزی و جنگلداری گفت: «در یک پرواز می توانید بیش از 2,500 هکتار را پوشش دهید، زمانی که مقررات به شما اجازه پرواز در ارتفاع را می دهد. ما سیستم خود را همگام می کنیم تا بهره وری ارزیابی محصول بسیار بالا باشد.
به اندازه کافی عریض برای تماشا
پهپادها گران هستند و بیشتر برای جستجوی مناطق صعب العبور مفید هستند. بنابراین، یک مزرعه باید چقدر بزرگ باشد تا هزینه را توجیه کند؟
به طور مستقل، هر دو شرکت Delair's Grignard و AeroVironment's Dufau به همان رقم پارک توپ رسیدند: 1,000 هکتار.
گریگنارد گفت: «در ایالات متحده، زمانی که شما شروع به داشتن بیش از 1,000 هکتار می کنید، شروع به جالب شدن می کند. دوفاو گفت که در آستانه هزار جریب، "کشاورزان از طریق غرب میانه واقعاً شروع به دیدن سودمندی در سیستم می کنند."
اما هر دو به سرعت اضافه کردند که از بسیاری جهات محصولات ویژه بسیار متفاوت از محصولات ردیفی هستند و بازگشت سرمایه بیشتری را نشان می دهند.
دوفاو گفت: «این واقعاً به درآمد هر هکتار بستگی دارد. هنگامی که شما درگیر مقایسه بین محصولات ردیفی غرب میانه و محصولات ویژه می شوید، این اعداد به طور قابل توجهی به دلیل میزان تلاش و درآمدی که با محصول ویژه در مقابل ذرت و لوبیا در خطر است، تغییر می کند. با ورود به محصولات تخصصی، این تعداد به طور قابل توجهی کمتر می شود.
او گفت که یکی از نمونهها، تولیدکنندگان انگور هستند که به استفاده از هواپیماهای بدون سرنشین برای آخرین و سریع یک تاکستان به کوچکی پنج هکتار میپردازند.
دوفاو گفت: «این لزوماً این نیست که «چه چیزی پیدا میکنی؟» «این چیزی است که نمییابید که به شما آن سطح از اطمینان را میدهد که برای مدیریت آن هر کاری که میتوانید انجام میدهید. ... (نه تنها) آنها می توانند مشکلات را در آنجا تشخیص دهند، بلکه می توانند شب ها بهتر بخوابند و بدانند که هیچ مشکلی وجود ندارد.
ارزش محصول بالاتر یکی از دلایلی است که شرکتهای پهپاد فکر میکنند که تولیدکنندگان محصولات تخصصی بیشتر احتمال دارد از این فناوری خرید کنند.
گریگنارد گفت: «نرخ پذیرش در محصولات ردیفی کند است، و یکی از دلایل آن این است که وقتی به قیمت ذرت نگاه میکنید، ظرفیت سرمایهگذاری برای رفتن به این نوع فناوری را ندارید».
Elarab، از MicaSense، گفت که به نظر می رسد تولیدکنندگان تخصصی سریعتر با این فناوری سازگار می شوند.
او گفت: "محصولات با ارزش بالا سازگار کننده های اولیه این فناوری بوده اند، مانند تاکستان ها و درختان میوه و غیره." همچنین علاقه زیادی به محصولات دیگر مانند قهوه و سبزیجات وجود دارد.
بسیاری از مردم به دقت ag علاقه مند هستند و نرخ های مختلفی از پذیرش در محصولات خاص وجود دارد. بازار هر سال در حال افزایش است. افراد زیادی در مورد گنجاندن تصاویر در تصمیمات مدیریتی خود هیجان زده می شوند، بنابراین قطعاً رشد زیادی در حال انجام است.
از داده تا تصمیم
ایجاد داده ها و تصاویر پهپاد مرتبط با تصمیمات مدیریتی پرورش دهندگان ضروری است.
سولیک از MicaSense گفت: «سنسورها دادهها را ایجاد میکنند. «آنچه کشاورزان به آن نیاز دارند اطلاعات است. بنابراین، آنچه صنعت به آن نیاز دارد، روشی به موقع برای کاهش داده ها به اطلاعات قابل اجرا و مرتبط است. این چیزی است که باید صاف شود. و ما روی آن کار می کنیم.»
گریگنارد، از دلیر، این وظیفه را "گلوگاه" داده می نامد.
ایده کل راه حل این است که برخی از تنگناهای داده ها را در مراحل مختلف گردش کار، از جمع آوری تا پردازش داده ها، از بین ببریم – این وظیفه مشاور محصول یا پرورش دهنده نیست.
یکی از ابزارهای تجزیه و تحلیل نقشه ای را برای پرورش دهندگان ایجاد می کند تا به آنها مراجعه کنند.
او گفت: "ما سلامت گیاه و نیاز گیاه به مواد مغذی را ارزیابی می کنیم و سپس یک نقشه ایجاد می کنیم." "این نقشه را می توان برای نسخه، به عنوان مثال، نقشه نیتروژن ارزیابی کرد." DT18Ag شرکت Delair همچنین دارای قابلیت شمارش گیاهان یا شناسایی شکاف در کاشت است.
اما گریگنارد اضافه کرد که الگوریتمها یک اندازه نیستند و نتایج در بین محصولات متفاوت است. به عنوان مثال، در مورد گیاهان توت فرنگی، الگوریتم شمارش گیاهان در مراحل اولیه به خوبی کار می کند، اما بعداً با رشد گیاهان و شروع به قفل شدن سایبان ها، الگوریتم شکست می خورد.
AeroVironment در حال کار بر روی یک الگوریتم شمارش گیاهان برای محصولات میوه درختی است که دوفاو در ماه مارس گفت که حدود دو تا سه ماه دیگر تا در دسترس بودن به عنوان یک افزودنی برای سیستم فعلی باقی مانده است.
اعمال کننده نرخ متغیر یکی دیگر از فناوری هایی است که به سرعت در کشاورزی دقیق توسعه می یابد. دوفاو گفت، یک کاربرد احتمالی برای دادههای پهپاد، انتقال دادهها از پهپاد به یک اپلیکاتور کود، آفتکشها و/یا قارچکشها با نرخ متغیر است. دادههای هواپیماهای بدون سرنشین در گیاهان جداگانه به یک اپلیکاتور با نرخ متغیر پیوست که به این معنی است که گیاهان منفرد فقط مواد شیمیایی مورد نیاز خود را دریافت میکنند.
اما هر جا که فناوری جدید منجر شود، دوفاو گفت که نقشههای ساخت پهپاد در آینده دقیقتر میشوند.
او گفت: "شما برگ به برگ، شاخه به شاخه می روید و در نهایت سلامت گیاه را در آنجا ارزیابی می کنید." این نوع نقشه های دقیق فقط در دراز مدت بهتر می شوند. و من این نوع فناوری را میبینم که برخی از زمینهها را هدایت میکند، بهویژه در محصولات ویژه که واقعاً اجرا نشدهاند.»
- استفان کلوسترمن، دستیار ویرایشگر VGN
عکس بالا: AeroVironment Quantix با بال ثابت دارای ویژگی برخاستن و فرود عمودی شبیه به پهپاد شناور است.