Droonide skaudid on valmis täppispõllumajandust droonitehnoloogia arenedes veelgi täpsemaks muutma.
Föderaalse lennuameti teatel on droonid farmidesse juba jõudnud. 2017. aastal kasutati 48 protsenti kõigist kaubanduslikult registreeritud droonidest põllumajanduses, mis teeb sellest 28 protsendiga kinnisvara/aerofotograafia ja XNUMX protsendiga tööstusliku ülevaatuse masinate kasutamise suuruselt kolmanda.
Eripõllumajandus on osa sellest droonide täppispõllumajanduse turust. Lennundusettevõtted, nagu Prantsusmaal asuv ettevõte Delair-Tech ja Ameerika kaitsedroonide töövõtja AeroVironment, turustavad oma integreeritud sensoritega põllumajandusdroone spetsiaalsetele põllukultuuride tootjatele ning Loode on sihtturg.
Seattle'is asuv MicaSense, mis müüb mitmespektrilist drooniandurit nimega RedEdge-M, on osalenud kasvatajate koosolekutel, näiteks Washingtoni osariigis Kennewickis toimunud viljapuukasvatajate kogunemisel. Sellel koosolekul arutas MicaSense'i tegevjuht Gabriel Torres põllukultuuride juhtimise analüüse, millega ettevõte töötab.
„Teeme pidevalt koostööd põllumeeste ja tööstusharu juhtidega, et uurida, kuidas kujutised võivad mõjutada teatud juhtimistavasid või aidata lahendada osa otsuste tegemise subjektiivsusest,“ ütles MicaSense’i ettevõttelahenduste direktor Manal Elarab. "Oleme pühendunud pidevalt uute võimaluste uurimisele, kuidas pildianalüüsi rakendada igapäevaste taluotsuste tegemisel."
Ka akadeemikud uurivad droonide kasutamist erikultuuride jaoks. Köögiviljakasvatajate uudised kirjutasid 2018. aasta veebruaris koostööst Rochesteri Tehnoloogiainstituudi ja Cornelli Ülikooli vahel, et töötada välja drooniprogramm ubade vastuvõtlikkuse tuvastamiseks valge hallituse suhtes. Penn State'i ülikoolis töötavad kaks teadlast – insener ja aiandusteadlane – drooniprogrammi kallal, et määrata kindlaks üksikute õite katvus ja saagikoormus puuviljades.
Sõduritest sojaubadeni
Arenevad droonitehnoloogiad ulatuvad ühest sektorist teise. AeroVironmenti ag-droon Quantixi varaseim eelkäija oli Pointer-nimeline sõjaväedroon, mida USA armee ja merejalakorpus kasutasid 30 aastat tagasi. Ettevõttest sai USA kaitseministeeriumi peamine tarnija pärast 9. septembrit ja Lahesõja ajal ning tal on DOD-ga seni registreeritud viis programmi.
Kuigi Quantix on mõeldud pigem taimede kui vaenulike taimede uurimiseks, tuli selle vertikaalse õhkutõusmise ja maandumise kontseptsioon sõjalisest programmist. Fikseeritud tiivaga droon stardib vertikaalsest asendist, nagu kosmosesüstik, kuid nivelleerub nagu lennuk, et teha pikki kärpimispilte.
"See on tõesti mõlema maailma parim," ütles AeroVironmenti kommertsmüügi direktor Mark Dufau.
Tehnoloogia areneb edasi ja ettevõtted leiavad uusi funktsioone, mis sobivad täppispõllumajanduse jaoks kõige paremini. Üks põhilisi kaugseiretehnoloogiaid, Normalized Difference Vegetation Index (NDVI), pärines 1960. ja 1970. aastatel satelliitprogrammidest, ütles MicaSense'i kaugseirerakenduste spetsialist John Sulik.
"Te saate teha palju," ütles Sulik. „Paljud vanemad kaugseire tehnikad ei ole nende kõrgema väärtusega põllukultuuride puhul asjakohased. Nad ei räägi sulle nii palju lugu, kui sa teadma pead.
MicaSense'i RedEdge-M-il on viis kaamerat, mis mõõdavad punast, rohelist, sinist, infrapuna- ja punast serva.
"Multispektraalsed kujutised on osutunud väga põhjalikuks vahendiks, kui on vaja oma valdkonnas stressi otsida, " ütles Elarab. "Multispektraalsete kujutiste põhjal koostatud indeksid aitavad mõista teie valdkonna varieeruvust ja juhatavad teid stressi asukohtadesse, et koguda esinduslikke proove, mis võivad stressi põhjust kitsendada."
Kasvatajate turul on mõned erinevad multispektrilised drooniandurid. Minneapolises asuv Sentera teatas 28. märtsil, et müüb oma AGX710 kardaananduri, mis on mõeldud kasutamiseks koos DJI kaubamärgi Matrice 200 seeria tööstuslike droonidega. Sentera tegevjuht Eric Taipale ütles, et matš muudab meie klientide jaoks väljakult kasutatavate andmete kogumise uskumatult lihtsaks.
"Meie kliendid toodavad kümneid erinevaid indekstooteid ja kasutavad automatiseeritud analüüsitööriistu nii paljudes erinevates rakendustes põllumajanduses, metsanduses ja keskkonnakaitses," ütles ta. Sentera andur on varustatud aastapikkuse juurdepääsuga tarkvaraanalüütikaplatvormile FieldAgent, mis pakub põllukultuuride uurimist, et aidata tuvastada haigusi, kahjureid ja muid surveid, tuvastada puudusi ja hinnata toitumisseisundit.
Droonid läbivad ka pikemaid vahemaid. Prantsusmaal on Delairi DT18 ag droon heaks kiidetud lendamiseks väljaspool visuaalset vaatevälja ehk BVLOS-operatsiooni (USA FFA nõuab BVLOS-i lendamiseks loobumist). DT18 saab juhtida 3G traadita telefonivõrgu kaudu ja seega saab sellega lennata kilomeetreid ilma juhtimistornita.
"Ühe lennuga saate katta üle 2,500 aakri, kui eeskirjad lubavad teil lennata kõrgele," ütles põllumajandus- ja metsandustoodete juht Lenaic Grignard. "Sünkroonime oma süsteemi nii, et saagi hindamise tootlikkus oleks väga kõrge."
Vaatamiseks piisavalt lai
Droonid on kallid ja on enamasti kasulikud raskesti ligipääsetavate piirkondade uurimiseks. Kui suur peab siis talu olema, et kulutused õigustaksid?
Sõltumatult leidsid nii Delairi Grignard kui ka AeroVironmenti Dufau sama palliplatsi: 1,000 aakrit.
"Kui USA-s hakkab olema rohkem kui 1,000 aakrit, hakkab see olema huvitav," ütles Grignard. Dufau ütles, et tuhande aakri künnise juures "hakkavad Kesk-Lääne kasvatajad tõesti nägema süsteemi kasulikkust."
Kuid mõlemad lisasid kiiresti, et erikultuurid on paljuski erinevad reakultuuridest ja nende investeeringutasuvus on suurem.
"See taandub tõesti tulule aakri kohta," ütles Dufau. „Kui võrrelda Kesk-Lääne reakultuure ja erikultuure, muutuvad need arvud oluliselt, kuna erisaagi ja maisi ja ubade puhul on kaalul pingutus ja tulu. See arv on oluliselt väiksem, kui jõuate erikultuuride hulka.
Tema sõnul on üheks näiteks viinamarjakasvatajad, kes teatavasti kasutavad droone nii väikese kui viie aakri suuruse viinamarjaistanduse viimaseks ja kiireks kontrollimiseks.
"See ei pruugi olla "Mida sa leiad?"" ütles Dufau. „See, mida te ei leia, annab teile sellise kindluse, et teete selle haldamiseks kõik endast oleneva. … (Mitte) nad suudavad seal probleeme märgata, vaid saavad ka öösel paremini magada, teades, et probleeme pole.
Kõrgem saagi väärtus on üks põhjus, miks droonifirmad arvavad, et erikultuuride kasvatajad ostavad seda tehnoloogiat tõenäolisemalt.
"Reakultuuride kasutuselevõtu määr on aeglane ja selle üks põhjusi on maisi hinda vaadates, et teil pole sellist tehnoloogiat investeerimiseks piisavalt võimalusi," ütles Grignard.
MicaSense'i Elarab ütles, et erikasvatajad tunduvad tehnoloogiaga kiiremini kohanevat.
"Väärtuslikud põllukultuurid on olnud tehnoloogia varajased kohandajad, nagu viinamarjaistandused ja viljapuud ja muu selline," ütles ta. "Suur huvi on ka muude põllukultuuride, näiteks kohvi ja köögiviljade vastu.
"Paljud inimesed on täppisvanandusest huvitatud ja teatud põllukultuuride puhul on kasutuselevõtu määrad erinevad. Turg kasvab iga aastaga. Paljud inimesed tunnevad rohkem põnevust piltide kaasamisest oma juhtimisotsustesse, nii et kindlasti on toimumas palju kasvu.
Andmetest otsuseni
Drooniandmete ja kujutiste muutmine kasvatajate juhtimisotsuste seisukohalt on oluline.
"Andurid loovad andmeid," ütles MicaSense'i Sulik. "Kasvatajad vajavad teavet. Tööstus vajab õigeaegset viisi andmete muutmiseks asjakohaseks kasutatavaks teabeks. Seda tulebki siluda. Ja me töötame selle nimel."
Grignard, Delair, nimetab ülesannet andmete kitsaskohaks.
"Kogu lahenduse idee on eemaldada osa andmetega seotud kitsaskohtadest töövoo erinevates etappides alates hankimisest kuni andmete töötlemiseni – see ei ole põllukultuuride konsultandi ega kasvataja kohustus."
Üks analüüsitööriistadest loob kasvatajatele kaardi, millele viidata.
"Hindame taimede tervist ja taimede vajadusi toitainete järele ning koostame seejärel kaardi," ütles ta. "Seda kaarti saab hinnata retsepti jaoks, näiteks lämmastikukaart." Delairi DT18Ag-l on ka võimalus taimi loendada või istandustes lünki tuvastada.
Kuid Grignard lisas, et algoritmid ei sobi kõigile ja tulemused on põllukultuuride lõikes erinevad. Näiteks maasikataimede puhul töötab taimede loendusalgoritm hästi varases staadiumis, kuid hiljem see algoritm ebaõnnestub, kuna taimed kasvavad ja võrad hakkavad omavahel blokeeruma.
AeroVironment töötab puuviljakultuuride taimede loendusalgoritmi kallal, mille Dufau sõnul oli märtsis praeguse süsteemi lisandmoodulina saadaval umbes kaks kuni kolm kuud.
Muutuva kiirusega aplikaatorid on teine tehnoloogia, mis täppispõllumajanduses kiiresti areneb. Dufau sõnul on drooniandmete võimalik kasutusvõimalus muuta andmed droonilt ülekantavaks muutuva kiirusega väetise, pestitsiidide ja/või fungitsiidide aplikaatorisse. Üksikute taimede drooniandmed on ühendatud muutuva kiirusega aplikaatoriga, mis tähendaks, et üksikud taimed saavad ainult neid kemikaale, mida nad vajavad.
Kuid kõikjal, kuhu uus tehnoloogia viib, ütles Dufau, et drooniga ehitatud kaardid muutuvad tulevikus lihtsalt täpsemaks.
"Te lähete lehest-lehele, oksast oksale, lõpuks hindate seal taime tervist," ütles ta. "Seda tüüpi täppiskaardid muutuvad pikas perspektiivis ainult paremaks. Ja ma näen, et seda tüüpi tehnoloogia juhib teatud alasid, eriti erikultuuride puhul, mida pole tegelikult rakendatud.
- Stephen Kloosterman, VGN-i abitoimetaja
Ülemine foto: fikseeritud tiivaga AeroVironment Quantixil on hõljuva drooni omaga sarnane vertikaalne õhkutõusmis- ja maandumisfunktsioon.