Розвідники безпілотників готові зробити точне землеробство ще точнішим у міру розвитку технологій безпілотників.
За даними Федерального управління цивільної авіації, на ферми вже прибули дрони. Сімнадцять відсотків усіх комерційно зареєстрованих безпілотних літальних апаратів у 2017 році використовувалися для сільського господарства, що робить їх третім за обсягом використання для машин, що стоять за нерухомістю/аерофотозйомкою (48 відсотків) і інспекцією промисловості (28 відсотків).
Спеціальне сільське господарство є частиною ринку точного землеробства для дронів. Авіаційні фірми, такі як французька компанія Delair-Tech і американський підрядник оборонних безпілотників AeroVironment, продають свої інтегровані сенсорні сільськогосподарські дрони спеціалізованим виробникам сільськогосподарських культур, і цільовим ринком є Північно-Західний регіон.
Компанія MicaSense із Сіетла, яка продає багатоспектральний датчик безпілотника під назвою RedEdge-M, відвідувала зустрічі виробників, наприклад зустріч виробників фруктових дерев, яка відбулася в Кенневіку, штат Вашингтон. На тій зустрічі генеральний директор MicaSense Габріель Торрес обговорив аналітику керування врожаєм, над якою працює компанія.
«Ми постійно працюємо з фермерами та лідерами галузі, досліджуючи, як зображення можуть вплинути на певну практику управління або допомогти вирішити частину суб’єктивності під час прийняття рішень», — сказав директор корпоративних рішень MicaSense Манал Елараб. «Ми прагнемо постійно досліджувати нові способи застосування аналітики зображень у повсякденних фермерських рішеннях».
Вчені також вивчають використання дронів для вирощування спеціальних культур. Vegetable Growers News у лютому 2018 року писали про партнерство між Рочестерським технологічним інститутом і Корнельським університетом для розробки програми дронів для визначення сприйнятливості квасолі до білої плісняви. В Університеті штату Пенсільванія двоє дослідників – інженер і садівник – працюють над програмою безпілотника, щоб визначити індивідуальне покриття квітами та навантаження на плоди дерев.
Від солдатів до сої
Технології дронів, що розвиваються, переходять з одного сектора в інший. Сільськогосподарський дрон Quantix від AeroVironment Найпершим попередником Quantix був військовий безпілотник під назвою Pointer, який армія США та Корпус морської піхоти використовували 30 років тому. Компанія стала основним постачальником Міністерства оборони США після 9 вересня та під час війни в Перській затоці, і на сьогодні має п’ять програм, зареєстрованих у Міністерстві оборони.
Незважаючи на те, що Quantix призначений для огляду рослин, а не ворогів, його концепція вертикального зльоту та посадки походить від військової програми. Дрон із нерухомим крилом запускається з вертикального положення, як космічний човник, але вирівнюється, як літак, для тривалого перегляду зображень урожаю.
«Це справді найкраще з обох світів, — сказав директор з комерційних продажів AeroVironment Марк Дюфау.
Технології продовжують розвиватися, і компанії знаходять нові функції, які найкраще працюють для точного землеробства. Одна з основних технологій дистанційного зондування, нормалізований індекс різниці рослинності (NDVI), походить від супутникових програм у 1960-х і 1970-х роках, сказав спеціаліст із застосування дистанційного зондування MicaSense Джон Сулік.
«Ти можеш багато зробити, — сказав Сулік. «Просто багато старих методів дистанційного зондування не стосуються цих високоцінних культур. Вони не розповідають тобі стільки історії, скільки тобі потрібно знати».
RedEdge-M від MicaSense має п’ять камер, які вимірюють червоний, зелений, синій, ближній інфрачервоний і червоний край.
«Мультиспектральні зображення показали себе дуже проникливим інструментом, коли мова заходить про пошук стресу у вашому полі», — сказав Елараб. «Індекси, створені на основі мультиспектральних зображень, допомагають зрозуміти варіабельність у вашій галузі та, таким чином, спрямовують вас до місць стресу, щоб ви збирали репрезентативні зразки, які можуть звузити причину стресу».
На ринку для виробників є кілька різних багатоспектральних датчиків дронів. Компанія Sentera з Міннеаполіса 28 березня оголосила про продаж свого датчика AGX710 з підвісним механізмом для використання з промисловими дронами DJI Matrice 200 серії. Генеральний директор Sentera Ерік Тайпале сказав, що збіг дозволяє «нашим клієнтам неймовірно просто збирати корисні дані на місці».
«Наші клієнти виробляють десятки різних індексних продуктів і використовують інструменти автоматизованого аналізу для багатьох різних застосувань у сільському господарстві, лісовому господарстві та охороні навколишнього середовища», — сказав він. Датчик Sentera оснащено річним доступом до програмної аналітичної платформи під назвою FieldAgent, яка надає інформацію про врожай, щоб допомогти виявити хвороби, шкідників та інші впливи, виявити недоліки та оцінити стан харчування».
Безпілотники також подорожують на більші відстані. У Франції безпілотник Delair DT18 ag схвалений для польотів за межами прямої видимості або використання BVLOS (FFA США вимагає відмови від польотів BVLOS). DT18 можна керувати за допомогою бездротової телефонної мережі 3G і, таким чином, можна літати на багато миль без диспетчерської вежі.
«За один політ ви можете подолати понад 2,500 акрів, якщо правила дозволяють літати високо», — сказав менеджер із продукції сільського та лісового господарства Ленайк Гріньяр. «Ми синхронізуємо нашу систему, щоб продуктивність оцінки врожаю була дуже високою».
Досить широкий, щоб дивитися
Безпілотники дорогі і в основному корисні для розвідки важкодоступних місць. Тож наскільки великою має бути ферма, щоб виправдати витрати?
Незалежно один від одного, Grignard з Delair і Dufau з AeroVironment придумали однакову цифру: 1,000 акрів.
«У США, коли ви починаєте мати понад 1,000 акрів, це починає бути цікавим», — сказав Гріньяр. Дюфау сказав, що на порозі тисячі акрів «виробники Середнього Заходу справді починають бачити корисність системи».
Але обидва швидко додали, що багато в чому спеціальні культури значно відрізняються від просапних і показують вищу віддачу від інвестицій.
«Це справді зводиться до доходу на акр», — сказав Дюфау. «Коли ви берете участь у порівняннях між просапними культурами Середнього Заходу та спеціальними культурами, ці цифри суттєво змінюються через кількість зусиль і доходів, які поставлені на карту зі спеціальною культурою проти кукурудзи та квасолі. Ця кількість значно менша, якщо ви перейдете до спеціальних культур».
Одним із прикладів, за його словами, є виробники винограду, які, як відомо, використовують дрони для останньої швидкої перевірки виноградника розміром від п’яти гектарів.
«Це не обов’язково: «Що ви знайшли?», — сказав Дюфау. «Саме те, чого ви не бачите, дає вам такий рівень впевненості, що ви робите все можливе, щоб цим керувати. … (Не) тільки вони можуть помітити проблеми, але вони також можуть краще спати вночі, знаючи, що проблем немає».
Вища вартість врожаю є однією з причин, чому компанії, що займаються дронами, вважають, що виробники спеціалізованих культур з більшою ймовірністю підтримають цю технологію.
«Швидкість впровадження просапних культур є повільною, і одна з причин цього полягає в тому, що коли ви дивитесь на ціну кукурудзи, у вас немає інвестиційної спроможності перейти до такого типу технології», — сказав Гріньяр.
Елараб з MicaSense сказав, що спеціалізовані виробники швидше адаптуються до технології.
«Високоцінні культури були першими адаптаторами технології, як-от виноградники, фруктові дерева тощо», — сказала вона. «Також є великий інтерес до інших культур, таких як кава та овочі.
«Багато людей зацікавлені в точному землеробстві, і існують різні темпи впровадження в певні культури. Ринок з кожним роком збільшується. Багато людей все більше захоплюються включенням образів у свої управлінські рішення, тож, безумовно, відбувається значне зростання».
Від даних до рішення
Важливо, щоб дані та зображення з дронів були актуальними для управлінських рішень виробників.
«Сенсори створюють дані, — сказав Сулік із MicaSense. «Виробникам потрібна інформація. Отже, галузь потребує своєчасного способу скоротити дані в корисну інформацію, яка є актуальною. Ось що треба згладити. І ми над цим працюємо».
Гріньяр з Delair називає це завдання «вузьким місцем» даних.
«Ідея всього рішення полягає в тому, щоб усунути деякі вузькі місця з даними на різних етапах робочого процесу, від збору до обробки даних — це не тягар консультанта з рослинництва чи виробника».
Один із інструментів аналітики створює карту для виробників.
«Ми оцінюємо стан рослин і потреби рослин у поживних речовинах, а потім створюємо карту», — сказала вона. «Цю карту можна оцінити за рецептом, наприклад, карту азоту». DT18Ag від Delair також має можливість підраховувати рослини або визначати прогалини в посадках.
Але Гріньярд додав, що алгоритми не є універсальними, і результати будуть різними для різних культур. Наприклад, із рослинами полуниці алгоритм підрахунку рослин добре працює на ранніх стадіях, але пізніше алгоритм дає збій, коли рослини ростуть і крона починає з’єднуватися.
AeroVironment працює над алгоритмом підрахунку рослин для фруктових деревних культур, який, за словами Дюфау, у березні був доступний приблизно через два-три місяці як доповнення до поточної системи.
Аплікатори зі змінною нормою внесення – це ще одна технологія, яка швидко розвивається в точному землеробстві. За словами Дюфау, можливе використання даних дронів полягає в тому, щоб зробити дані придатними для передачі з дрона на пристрій для внесення добрив, пестицидів та/або фунгіцидів зі змінною нормою внесення. Дані дрона про окремі рослини, об’єднані з аплікатором із змінною швидкістю, що означало б, що окремі рослини отримують лише ті хімікати, які їм потрібні.
Але куди б не привела нова технологія, Дуфау сказав, що карти, створені за допомогою дронів, у майбутньому стануть точнішими.
«Ви переходите від аркуша до аркуша, від гілки до гілки, зрештою оцінюючи здоров’я рослин», — сказав він. «Ці типи точних карт стануть кращими лише в довгостроковій перспективі. І я бачу, що цей тип технології просто стимулює розвиток деяких територій, особливо для спеціальних культур, які насправді не впроваджувалися».
- Стівен Клостерман, помічник редактора VGN
Верхнє фото: AeroVironment Quantix має функцію вертикального зльоту та посадки, схожу на безпілотний літальний апарат.