Drony mají potenciál modernizovat způsob, jakým děláme zemědělství. Použití dronů v zemědělství je již celosvětově rozšířeno pro četné aplikace, včetně sledování, terénního průzkumu, vyhledávání plodin, postřiků a rozmetacích aplikací.
Tyto vzdáleně řízené letecké systémy (RPAS), které jsou buď dálkově ovládány přes bezdrátovou komunikaci, nebo naprogramované k cestování po předem definované trase pomocí navigačních algoritmů běžících na palubních ovladačích, jsou navrženy tak, aby přenášely užitečné zatížení, jako jsou kamery a senzory s digitálními zobrazovacími schopnostmi, které mohou poskytovat skutečné -čas, přesné informace o stavu plodiny, které mohou vést k efektivnímu rozhodovacímu procesu.
Pomocí těchto údajů mohou zemědělci přesně vypočítat velikost své půdy, klasifikovat typy a pravdivost plodin, rozvíjet znalosti o půdních podmínkách, zdraví rostlin a predikci výnosů plodin, spolu s ochranou proti škůdcům, kontrolou chorob, zavlažováním a hnojením a adekvátně plánovat sklizeň jejich úrody. To zlepšuje rozsah provozu a produktivitu a nahrazuje pracné a nebezpečné konvenční metody.
Potenciální možnosti
- Analýza půdy pro plánování terénu: Drony lze použít pro analýzu půdy a polí pro zavlažování, plánování výsadby a hladinu dusíku v půdě. Spolu s tím dron pomáhá vytvářet přesné 3D mapy, které lze použít k analýze půdních vlastností, obsahu vlhkosti a eroze půdy.
- Monitorování plodin: Monitorování plodin je největším problémem pro zemědělce a různé další zúčastněné strany spojené se zemědělskými operacemi. Tento problém se také zhoršil s nárůstem nepředvídatelných povětrnostních vzorců, což vedlo k rostoucím rizikům ztráty plodin a nákladů na údržbu. Drony lze použít k nastavení jejich monitorovacích tras shromažďováním multispektrálních geoprostorových a časových souborů dat v předem definovaných měřítcích souvisejících s vývojem plodin a zdravím. Analytika dat pomáhá získat přehled o zdraví plodin mnohem dříve, než je zviditelní ruční průzkum pole.
- Výsadba lusků se semeny: Ačkoli byl vynalezen, ale zatím jen zřídka převládající, některé společnosti přišly s dalším nástavcem pod systémy dronu, který je schopen vystřelit lusk obsahující semena a rostlinné živiny do již připravené půdy. To pomáhá snižovat náklady na výsadbu.
- Postřik plodin: Drony mohou nést vhodně velké nádrže, které lze za kratší dobu naplnit hnojivy, herbicidy nebo pesticidy pro postřik plodin na velkých plochách. Postřik plodin je mnohem bezpečnější a nákladově efektivní díky svému autonomnímu a předem naprogramovanému běhu na konkrétních plánech a trasách. Drony jsou také naprogramovány tak, aby si samy upravovaly svou nadmořskou výšku a rychlost pomocí ultrazvukového echoingu, TOF laserů a signálů GNSS, aby bylo dosaženo jednotných a optimálních výsledků postřiku v různé topografii. Chytré farmy používají drony pro postřiky v zemědělství, což snižuje kontakt člověka s hnojivy, pesticidy a dalšími škodlivými chemikáliemi. Drony jsou také nesrovnatelné, pokud jde o ošetření spotování automatizované s technologií detekce stresu, která využívá senzory a kamery a pracuje na nich, přičemž zdravé části zůstávají nedotčené. Drony zvyšují kapacitu postřiku až pětkrát rychleji než u tradičních strojů.
- Posouzení zdravotního stavu plodiny: Rostliny odrážejí viditelné a blízké infračervené světlo a jeho intenzita se mění podle zdravotního stavu a úrovně stresu, kterou rostliny zažívají. Drony vybavené senzory schopnými skenovat plodiny pomocí viditelného a blízkého infračerveného světla lze použít ke sledování zdraví plodin v průběhu času a sledování reakce na nápravná opatření.
- Zavlažování: Drony nabité tepelnými, multispektrálními nebo hyperspektrálními senzory mohou identifikovat části pole s deficitem vlhkosti pomocí multispektrálních indexů. To pomáhá při plánování včasného zavlažování určených oblastí s přesností.
- Dohled nad plodinami: Odhadnout celkový stav plodin na velkých polích je téměř nemožné. Zemědělské mapování založené na dronech může farmářům pomoci, aby byli informováni o stavu rostlin po jednotlivých oblastech a poukázali na to, které oblasti polí vyžadují pozornost. Drony kontrolují pole infračervenými kamerami a určují míru absorpce světla, aby odhadly stav plodin. Na základě přesných informací v reálném čase mohou zemědělci zlepšit stav rostlin na jakémkoli místě pole. Tato funkce dohledu nad plodinami a hodnocení zdravotního stavu plodin také tvoří základ použití dronů pro zdokonalení nástrojů zemědělského pojištění pro křížové ověřování pojistných nároků zemědělců.
- Odhad biomasy stromů/plodin: Hustotu koruny plodiny/stromu a vzdálenost od povrchu země lze měřit pomocí ultrakompaktních senzorů LiDAR namontovaných na dronech. To umožňuje posouzení změny biomasy stromů/plodin odvozené z diferenciálních výškových měření, která tvoří základ pro odhad produkce dřeva v lese a odhad produkce v plodinách, jako je cukrová třtina.
- Omezování plevele, hmyzu, škůdců a chorob: Kromě půdních podmínek mohou drony také detekovat a informovat farmáře o polních plochách zasažených plevelem, chorobami a hmyzími škůdci. Na základě těchto informací mohou zemědělci optimalizovat používání chemikálií potřebných k boji proti zamoření, snížit náklady a přispět k lepšímu zdraví polí.
- Plašení ptáků: Ptáci jsou hlavním problémem po zasetí semen mnoha plodin. To vyžaduje práci na ochranu pole. Několik letů dronů může ptáky vystrašit z pole.
Úzká místa
Navzdory těmto potenciálům přicházejí drony s vlastními výzvami a překážkami, jako jsou:
- Doba letu a dosah: Vzhledem k relativně vyššímu užitečnému zatížení je doba letu dronů používaných v zemědělství krátká, pohybuje se v rozmezí 20-60 minut. To má za následek omezené pokrytí pozemku každým poplatkem. Náklady na drony výrazně rostou s delší dobou letu.
- Připojení: Online pokrytí je většinou nedostupné na farmách na orné půdě. V takové situaci musí každý farmář, který zamýšlí používat drony, investovat do připojení nebo si koupit dron s možností místního ukládání dat ve formátu, který lze přenést a zpracovat později.
- Počáteční cena: Zemědělské drony používané pro průzkum mají většinou pevná křídla a mohou stát až 25 000 USD (Precision Hawk’s Lancaster) na základě funkcí a senzorů nezbytných pro zamýšlené použití. Některé drony jsou dražší, protože zahrnují náklady na zobrazovací senzory, software, hardware a nástroje. Počáteční cena je také úměrná užitečné zátěži a kapacitě trvání letu, kromě senzorů a funkcí.
- Závislost na počasí: Za větrných nebo deštivých podmínek není létání s drony na rozdíl od tradičních letadel snadné. Drony jsou závislé na počasí.
- Znalosti a dovednosti: Průměrný farmář nemůže analyzovat snímky z dronů, protože to vyžaduje specializované dovednosti a znalosti, aby je převedl do jakékoli užitečné informace. Za těchto okolností musí farmář získat dovednosti a znalosti softwaru pro zpracování obrazu nebo si najmout zkušené pracovníky, kteří jsou obeznámeni s analytickým softwarem.