Skavti z droni so pripravljeni narediti natančno kmetijstvo še bolj natančno, saj tehnologija dronov napreduje.
Droni so že prispeli na kmetije, poroča Zvezna uprava za letalstvo. Sedemnajst odstotkov vseh komercialno registriranih dronov je bilo v letu 2017 uporabljenih za kmetijstvo, s čimer je to tretja največja uporaba strojev za nepremičninsko/aerofotografiranjem z 48 odstotki in industrijskim pregledom z 28 odstotki.
Specialno kmetijstvo je del tega trga natančnega kmetijstva za drone. Podjetja za aeronavtiko, kot sta francosko podjetje Delair-Tech in ameriški izvajalec obrambnih dronov AeroVironment, tržijo svoja integrirana senzorska kmetijska brezpilotna letala proizvajalcem posebnih poljščin, severozahod pa je ciljni trg.
MicaSense s sedežem v Seattlu, ki prodaja večspektralni senzor za drone, imenovan RedEdge-M, se udeležuje sestankov pridelovalcev, kot je srečanje pridelovalcev sadnega drevja, ki je potekalo v Kennewicku v Washingtonu. Na tem sestanku je izvršni direktor MicaSense Gabriel Torres razpravljal o analitiki upravljanja pridelkov, na kateri podjetje dela.
»Nenehno sodelujemo s kmeti in vodilnimi v panogi pri raziskovanju, kako lahko posnetki vplivajo na določeno prakso upravljanja ali pomagajo razrešiti del subjektivnosti v zvezi z odločanjem,« je povedal Manal Elarab, direktor rešitev za podjetja pri MicaSense. "Zavezani smo k nenehnemu raziskovanju novih načinov za uporabo analitike slik pri vsakodnevnih odločitvah na kmetiji."
Tudi akademiki preučujejo uporabo dronov za posebne pridelke. Vegetable Growers News je februarja 2018 pisal o partnerstvu med Tehnološkim inštitutom Rochester in Univerzo Cornell za razvoj programa dronov za prepoznavanje dovzetnosti fižola za belo plesen. Na univerzi Penn State dva raziskovalca – inženir in hortikulturist – delata na programu dronov za določitev posamezne pokritosti cvetov in obremenitve pridelka pri drevesnih plodovih.
Od vojakov do soje
Razvijajoče se tehnologije dronov prehajajo iz enega sektorja v drugega. AeroVironmentov ag dron Quantix je bil najzgodnejši predhodnik vojaškega drona z imenom Pointer, ki sta ga ameriška vojska in marinski korpus uporabljala pred 30 leti. Podjetje je postalo glavni dobavitelj ministrstva za obrambo ZDA po 9. septembru in med zalivsko vojno in ima do danes pet programov zapisov pri DOD.
Čeprav je Quantix namenjen raziskovanju rastlin in ne sovražnikov, je njegov koncept navpičnega vzleta in pristanka izhajal iz vojaškega programa. Dron s fiksnimi krili se izstreli iz navpičnega položaja, kot vesoljski shuttle, vendar se izravna kot letalo za dolge posnetke pridelka.
"To je res najboljše iz obeh svetov," je dejal direktor komercialne prodaje AeroVironmenta Mark Dufau.
Tehnologija se še naprej razvija in podjetja iščejo nove funkcije, ki najbolje delujejo za natančno kmetijstvo. Ena od osnovnih tehnologij daljinskega zaznavanja, Normalized Difference Vegetation Index (NDVI), je prišla iz satelitskih programov v šestdesetih in sedemdesetih letih prejšnjega stoletja, je povedal John Sulik, specialist za aplikacije za daljinsko zaznavanje MicaSense.
"Veliko lahko narediš," je dejal Sulik. »Enostavno veliko starejših tehnik daljinskega zaznavanja ni relevantnih za te pridelke višje vrednosti. Ne povedo ti toliko zgodbe, kot bi jo morali vedeti."
MicaSense's RedEdge-M ima pet kamer, ki merijo rdeče, zelene, modre, skoraj infrardeče in rdeče robove.
"Multispektralni posnetki so se izkazali za zelo pronicljivo orodje, ko gre za iskanje stresa na vašem področju," je dejal Elarab. "Indeksi, zgrajeni iz multispektralnih posnetkov, pomagajo razumeti variabilnost na vašem področju in vas tako vodijo do lokacij stresa, tako da zbirate reprezentativne vzorce, ki lahko zožijo vzrok stresa."
Za pridelovalce je na trgu nekaj različnih multispektralnih senzorjev za drone. Sentera s sedežem v Minneapolisu je 28. marca objavila, da prodaja svoj kardanski senzor AGX710 za uporabo plug-and-play z industrijskimi droni serije Matrice 200 znamke DJI. Izvršni direktor Sentere Eric Taipale je dejal, da je tekma "za naše stranke neverjetno enostavna za zbiranje uporabnih podatkov s terena."
"Naše stranke proizvajajo na desetine različnih indeksnih izdelkov in uporabljajo avtomatizirana orodja za analizo v toliko različnih aplikacijah v kmetijstvu, gozdarstvu in varstvu okolja," je dejal. Senterin senzor je opremljen z enoletnim dostopom do programske analitične platforme, imenovane FieldAgent, ki zagotavlja vpoglede pri raziskovanju pridelkov za pomoč pri odkrivanju bolezni, škodljivcev in drugih pritiskov, prepoznavanju pomanjkljivosti in oceni prehranskega statusa.
Droni potujejo tudi na daljše razdalje. V Franciji je Delairjevo brezpilotno letalo DT18 ag odobreno za letenje zunaj vidnega polja ali operacijo BVLOS (FFA ZDA zahteva opustitev za letenje z BVLOS). DT18 je mogoče nadzorovati prek brezžičnega telefonskega omrežja 3G in tako lahko preletite milje brez nadzornega stolpa.
"Z enim letom lahko pokrijete več kot 2,500 hektarjev, ko vam predpisi dovoljujejo visoko letenje," je povedala Lenaic Grignard, vodja kmetijstva in gozdarstva. "Sinhroniziramo naš sistem, tako da je produktivnost ocene pridelka zelo visoka."
Dovolj širok za ogled
Droni so dragi in so večinoma uporabni za raziskovanje težko dostopnih območij. Kako velika mora biti kmetija, da upraviči stroške?
Neodvisno sta tako Delairov Grignard kot Dufau iz AeroVironmenta prišla do enake osnovne številke: 1,000 hektarjev.
"V ZDA, ko začneš imeti več kot 1,000 hektarjev, začne biti zanimivo," je dejal Grignard. Dufau je dejal, da na pragu tisoč hektarjev "pridelovalci na Srednjem zahodu resnično začnejo videti uporabnost v sistemu."
Toda oba sta hitro dodala, da so posebni posevki v mnogih pogledih precej drugačni od vrstnih posevkov in kažejo višjo donosnost naložbe.
"Resnično gre za prihodek na hektar," je dejal Dufau. »Ko se zapletete v primerjave med vrstnimi posevki Srednjega zahoda in specialnimi posevki, se te številke bistveno spremenijo zaradi količine truda in prihodkov, ki so ogroženi s posebnim posevkom v primerjavi s koruzo in fižolom. To število je bistveno manjše, ko pridete do posebnih pridelkov."
En primer, je dejal, so pridelovalci grozdja, za katere je znano, da uporabljajo drone za zadnji, hiter pregled vinograda, majhnega pet hektarjev.
"Ni nujno, 'Kaj najdete?'," je dejal Dufau. »Kar ne najdete, vam daje to raven zagotovila, da delate vse, kar lahko, da to obvladate. … (Ne) samo, da lahko opazijo težave tam zunaj, ampak lahko tudi bolje spijo ponoči, saj vedo, da ni nobenih težav.”
Višja vrednost pridelka je eden od razlogov, zakaj podjetja z droni menijo, da bodo pridelovalci posebnih pridelkov bolj verjetno kupili tehnologijo.
"Stopnja sprejetja je počasna pri vrstnih posevkih in eden od razlogov za to je, da če pogledate ceno koruze, nimate naložbene sposobnosti, da bi šli v tovrstno tehnologijo," je dejal Grignard.
Elarab iz MicaSense je dejal, da se zdi, da se pridelovalci specialnosti hitreje prilagajajo tehnologiji.
"Pridelki visoke vrednosti so bili zgodnji prilagoditelji tehnologije, kot so vinogradi, sadno drevje in podobno," je dejala. »Veliko je zanimanja tudi za druge pridelke, kot sta kava in zelenjava.
»Veliko ljudi zanima precizna starost in obstajajo različne stopnje posvojitve pri določenih pridelkih. Trg se vsako leto povečuje. Veliko ljudi postaja vse bolj navdušenih nad vključevanjem posnetkov v svoje vodstvene odločitve, zato se zagotovo dogaja veliko rasti.«
Od podatkov do odločitve
Bistvenega pomena je, da so podatki in posnetki dronov pomembni za odločitve upravljanja pridelovalcev.
"Senzorji ustvarjajo podatke," je dejal Sulik iz MicaSense. »Pridelovalci potrebujejo informacije. Industrija torej potrebuje pravočasen način za zmanjševanje podatkov v ustrezne informacije, ki jih je mogoče izvesti. To je tisto, kar je treba zgladiti. In delamo na tem."
Grignard iz Delairja nalogo imenuje podatkovno "ozko grlo".
"Ideja celotne rešitve je odstraniti nekaj ozkih grl s podatki v različnih korakih delovnega toka, od pridobivanja do obdelave podatkov - to ni breme svetovalca za pridelke ali pridelovalca."
Eno od analitičnih orodij ustvari zemljevid, na katerega se pridelovalci lahko sklicujejo.
"Ocenimo zdravje rastlin in potrebe rastlin po hranilih ter nato izdelamo zemljevid," je dejala. "Ta zemljevid se lahko ceni na recept, na primer zemljevid dušika." Delairov DT18Ag ima tudi možnost štetja rastlin ali prepoznavanja vrzeli v zasaditvah.
Toda Grignard je dodal, da algoritmi niso enaki za vse in da se bodo rezultati med pridelki razlikovali. Pri jagodah na primer algoritem štetja rastlin dobro deluje v zgodnjih fazah, kasneje pa algoritem odpove, ko rastline rastejo in se krošnje začnejo prepletati.
AeroVironment dela na algoritmu za štetje rastlin za drevesne pridelke, za katerega je Dufau marca dejal, da je približno dva do tri mesece oddaljen od tega, da bo na voljo kot dodatek k trenutnemu sistemu.
Aplikatorji s spremenljivo stopnjo so še ena tehnologija, ki se hitro razvija v natančnem kmetijstvu. Možna uporaba podatkov z dronov, je dejal Dufau, je prenos podatkov z dronov na aplikator gnojil, pesticidov in/ali fungicidov s spremenljivo stopnjo. Podatki dronov o posameznih rastlinah so združeni z aplikatorjem s spremenljivo hitrostjo, kar bi pomenilo, da posamezne rastline dobijo samo kemikalije, ki jih potrebujejo.
Toda kamorkoli vodi nova tehnologija, je Dufau dejal, da bodo zemljevidi, zgrajeni z droni, v prihodnosti postali natančnejši.
"Hodiš od lista do lista, od veje do veje in na koncu ocenjuješ zdravje rastlin," je dejal. »Te vrste natančnih zemljevidov bodo dolgoročno le še boljše. In vidim, da ta vrsta tehnologije samo poganja nekatera območja, zlasti pri posebnih pridelkih, ki še niso bili v resnici implementirani."
- Stephen Kloosterman, pomočnik urednika VGN
Zgornja fotografija: AeroVironment Quantix s fiksnim krilom ima funkcijo navpičnega vzleta in pristajanja, podobno kot pri lebdečem dronu.