يستعد مستكشفو الطائرات بدون طيار لجعل الزراعة الدقيقة أكثر دقة مع تقدم تكنولوجيا الطائرات بدون طيار.
وصلت طائرات بدون طيار بالفعل إلى المزارع ، وفقًا لإدارة الطيران الفيدرالية. تم استخدام 2017 في المائة من جميع الطائرات بدون طيار المسجلة التجارية في عام 48 للزراعة ، مما يجعلها ثالث أعلى استخدام للآلات بعد التصوير العقاري / الجوي ، بنسبة 28 في المائة ، والتفتيش الصناعي ، بنسبة XNUMX في المائة.
الزراعة المتخصصة هي جزء من سوق الزراعة الدقيقة للطائرات بدون طيار. تقوم شركات الطيران ، مثل شركة Delair-Tech ومقرها فرنسا والمقاول الأمريكي للطائرات بدون طيار AeroVironment بتسويق طائراتها المزودة بأجهزة الاستشعار المتكاملة لمنتجي المحاصيل المتخصصين ، وتعتبر Northwest سوقًا مستهدفًا.
تحضر شركة MicaSense في سياتل ، والتي تبيع مستشعرًا متعدد الأطياف للطائرات بدون طيار يسمى RedEdge-M ، اجتماعات المزارعين مثل تجمع مزارعي أشجار الفاكهة الذي عقد في كينويك ، واشنطن. في ذلك الاجتماع ، ناقش غابرييل توريس ، الرئيس التنفيذي لشركة MicaSense ، تحليلات إدارة حمل المحاصيل التي تعمل عليها الشركة.
"نحن نعمل باستمرار مع المزارعين وقادة الصناعة في استكشاف كيف يمكن للصور أن تؤثر على ممارسة إدارية معينة أو تساعد في حل بعض الذاتية المتعلقة بعملية صنع القرار" ، قالت مديرة حلول المؤسسات MicaSense منال العرب. "نحن ملتزمون باستكشاف طرق جديدة باستمرار لتطبيق تحليلات الصور في قرارات المزرعة اليومية."
يدرس الأكاديميون أيضًا استخدامات الطائرات بدون طيار في المحاصيل المتخصصة. كتبت أخبار مزارعي الخضروات في فبراير 2018 عن شراكة بين معهد روتشستر للتكنولوجيا وجامعة كورنيل لتطوير برنامج طائرات بدون طيار لتحديد قابلية الفاصوليا المفاجئة للإصابة بالعفن الأبيض. في جامعة ولاية بنسلفانيا ، يعمل باحثان - مهندس وعالم بستنة - على برنامج طائرات بدون طيار لتحديد تغطية الأزهار الفردية وحمل المحاصيل في شجرة الفاكهة.
من الجنود إلى فول الصويا
تنتقل تقنيات الطائرات بدون طيار المتطورة من قطاع إلى آخر. كانت أقدم طائرة بدون طيار من طراز AeroVironment من شركة Quantix هي طائرة عسكرية بدون طيار تسمى Pointer استخدمها الجيش الأمريكي ومشاة البحرية منذ 30 عامًا. أصبحت الشركة موردًا رئيسيًا لوزارة الدفاع الأمريكية بعد 9 سبتمبر وأثناء حرب الخليج ولديها خمسة برامج مسجلة حتى الآن مع وزارة الدفاع.
على الرغم من أن كوانتكس تهدف إلى مسح النباتات بدلاً من المعادية ، إلا أن مفهوم الإقلاع والهبوط العمودي جاء من برنامج عسكري. تنطلق الطائرة بدون طيار ثابتة الجناحين من وضع عمودي ، مثل مكوك الفضاء ، ولكنها تنطلق مثل الطائرة لإجراء عمليات مسح طويلة لصور المحاصيل.
قال مارك دوفاو ، مدير المبيعات التجارية في AeroVironment ، "إنه حقًا أفضل ما في العالمين".
تستمر التكنولوجيا في التطور وتجد الشركات ميزات جديدة تعمل بشكل أفضل مع الزراعة الدقيقة. قال جون سوليك المتخصص في تطبيقات الاستشعار عن بعد في MicaSense ، إن إحدى تقنيات الاستشعار عن بعد الأساسية ، وهي مؤشر الغطاء النباتي (NDVI) ، جاءت من برامج الأقمار الصناعية في الستينيات والسبعينيات من القرن الماضي.
قال سوليك: "هناك الكثير الذي يمكنك القيام به". "إن الكثير من تقنيات الاستشعار عن بعد القديمة ليست ذات صلة بهذه المحاصيل عالية القيمة. إنهم لا يخبروك بالقصة بقدر ما تحتاج إلى معرفته ".
يتميز RedEdge-M من MicaSense بخمس كاميرات تقيس الحواف الحمراء والخضراء والأزرق والأشعة تحت الحمراء القريبة والأحمر.
قال العرب: "لقد أظهرت الصور متعددة الأطياف أنها أداة ثاقبة للغاية عندما يتعلق الأمر باستكشاف مجالك بحثًا عن الإجهاد". "تساعد الفهارس التي تم إنشاؤها من الصور متعددة الأطياف في فهم التباين داخل مجالك وبالتالي ترشدك إلى مواقع الإجهاد حتى تتمكن من جمع عينات تمثيلية يمكنها تضييق نطاق سبب الإجهاد."
هناك عدد قليل من أجهزة استشعار الطائرات بدون طيار متعددة الأطياف في السوق للمزارعين. أعلنت شركة Sentera ومقرها مينيابوليس في 28 مارس أنها تبيع مستشعر AGX710 المحوري لاستخدام التوصيل والتشغيل مع طائرات بدون طيار صناعية من سلسلة Matrice 200 من ماركة DJI. قال الرئيس التنفيذي لشركة Sentera ، إريك تايبالي ، إن المباراة تجعل الأمر "بسيطًا للغاية بالنسبة لعملائنا لجمع بيانات قابلة للتنفيذ من الميدان."
قال: "ينتج عملاؤنا العشرات من منتجات الفهرس المختلفة ، ويستخدمون أدوات التحليل الآلي عبر العديد من التطبيقات المختلفة في الزراعة والغابات وحماية البيئة". يتم تعبئة مستشعر Sentera مع عام من الوصول إلى منصة تحليلات برمجية تسمى FieldAgent تقدم رؤى استكشاف المحاصيل للمساعدة في اكتشاف الأمراض والآفات والضغوط الأخرى ، وتحديد أوجه القصور ، وتقييم الحالة التغذوية. "
كما تسافر الطائرات بدون طيار مسافات أطول. في فرنسا ، تمت الموافقة على طائرة بدون طيار DT18 ag من Delair للطيران خارج نطاق الرؤية ، أو تشغيل BVLOS (تتطلب FFA الأمريكية تنازلاً عن طيران BVLOS). يمكن التحكم في DT18 عن طريق شبكة هاتف لاسلكي من الجيل الثالث ، وبالتالي يمكن أن تطير لأميال بدون برج تحكم.
"في رحلة واحدة ، يمكنك تغطية أكثر من 2,500 فدان عندما تسمح لك اللوائح بالتحليق عالياً ،" قال مدير منتجات الزراعة والغابات Lenaic Grignard. "نقوم بمزامنة نظامنا بحيث تكون إنتاجية تقييم المحاصيل عالية جدًا."
واسعة بما يكفي للمشاهدة
الطائرات بدون طيار باهظة الثمن وهي مفيدة في الغالب لاستكشاف المناطق التي يصعب الوصول إليها. إذن ما هو حجم المزرعة لتبرير النفقات؟
بشكل مستقل ، جاء كل من Delair's Grignard و Dufau من AeroVironment بنفس رقم الملعب: 1,000 فدان.
قال غرينيارد: "في الولايات المتحدة ، عندما تبدأ في امتلاك أكثر من 1,000 فدان ، يصبح الأمر ممتعًا". قال دوفاو إنه عند عتبة ألف فدان ، "يبدأ المزارعون عبر الغرب الأوسط حقًا في رؤية فائدة في النظام".
لكن كلاهما سارع إلى إضافة أن المحاصيل المتخصصة تختلف كثيرًا من نواحٍ كثيرة عن المحاصيل الصفية وتظهر عائدًا أعلى على الاستثمار.
قال دوفاو: "يعود الأمر حقًا إلى الإيرادات لكل فدان". "عندما تشارك في مقارنات بين محاصيل الصفوف في الغرب الأوسط والمحاصيل المتخصصة ، تتغير هذه الأرقام بشكل كبير بسبب مقدار الجهد والإيرادات التي تكون على المحك مع محصول متخصص مقابل الذرة والفاصوليا. هذا الرقم أصغر بكثير عندما تصل إلى المحاصيل المتخصصة ".
وقال إن أحد الأمثلة على ذلك هو مزارعو العنب المعروفين بنشرهم طائرات بدون طيار لإجراء فحص أخير وسريع لمزرعة عنب صغيرة تصل إلى خمسة أفدنة.
قال دوفاو: "ليس بالضرورة ،" ماذا تجد؟ " "إنه ما لا تجده يمنحك هذا المستوى من التأكيد بأنك تفعل ما في وسعك لإدارتها. ... (ليس) يمكنهم فقط اكتشاف المشاكل هناك ولكن يمكنهم أيضًا النوم بشكل أفضل في الليل مع العلم أنه لا توجد أي مشاكل ".
ارتفاع قيمة المحاصيل هو أحد الأسباب التي تجعل شركات الطائرات بدون طيار تعتقد أن مزارعي المحاصيل المتخصصة هم أكثر عرضة للشراء في التكنولوجيا.
قال غرينيارد: "معدل التبني بطيء في محاصيل الصف ، وأحد أسباب ذلك هو عندما تنظر إلى سعر الذرة ، ليس لديك القدرة الاستثمارية للذهاب إلى هذا النوع من التكنولوجيا".
قال العرب من شركة MicaSense إن المزارعين المتخصصين يبدون أسرع في التكيف مع التكنولوجيا.
وقالت: "لقد كانت المحاصيل عالية القيمة هي المحولات المبكرة للتكنولوجيا ، مثل مزارع العنب وأشجار الفاكهة وما إلى ذلك". "هناك أيضًا اهتمام كبير بمحاصيل أخرى مثل البن والخضروات.
"يهتم الكثير من الناس بالزراعة الدقيقة وهناك معدلات مختلفة من التبني داخل محاصيل معينة. السوق يتزايد كل عام. هناك الكثير من الأشخاص أكثر حماسًا بشأن دمج الصور في قرارات الإدارة الخاصة بهم ، لذلك بالتأكيد هناك الكثير من النمو الذي يحدث ".
من البيانات إلى القرار
من الضروري جعل بيانات وصور الطائرات بدون طيار ذات صلة بقرارات إدارة المزارعين.
قال سوليك من MicaSense: "أجهزة الاستشعار تخلق البيانات". "ما يحتاجه المزارعون هو المعلومات. لذا ، فإن ما تحتاجه الصناعة هو وسيلة في الوقت المناسب لتقليل البيانات إلى معلومات قابلة للتنفيذ وذات صلة. هذا ما يحتاج إلى تسوية. ونحن نعمل على ذلك ".
Grignard ، من Delair ، يسمي المهمة "عنق الزجاجة" في البيانات.
"تتمثل فكرة الحل الكامل في إزالة بعض عنق الزجاجة بالبيانات في الخطوات المختلفة لسير العمل ، من الاستحواذ إلى معالجة البيانات - وهذا ليس عبء استشاري المحاصيل أو المزارع."
تُنشئ إحدى أدوات التحليل خريطة للمزارعين للرجوع إليها.
قالت: "نقوم بتقييم صحة النبات واحتياجات النبات من العناصر الغذائية ثم نقوم بإنشاء خريطة". "يمكن تقييم هذه الخريطة لوصفات طبية ، على سبيل المثال ، خريطة النيتروجين." كما أن DT18Ag من Delair لديه القدرة على عد النباتات أو تحديد الفجوات في المزروعات.
لكن غرينيارد أضاف أن الخوارزميات ليست مقاسًا واحدًا يناسب الجميع وستتفاوت النتائج بين المحاصيل. مع نباتات الفراولة ، على سبيل المثال ، تعمل خوارزمية عد النباتات بشكل جيد في المراحل المبكرة ، ولكن لاحقًا تفشل الخوارزمية مع نمو النباتات وتبدأ الستائر في التعشيق.
تعمل AeroVironment على خوارزمية عد النباتات لمحاصيل الأشجار المثمرة ، والتي قال دوفاو في مارس / آذار إنها كانت على بعد شهرين إلى ثلاثة أشهر من إتاحتها كإضافة للنظام الحالي.
أدوات تطبيق المعدل المتغير هي تقنية أخرى تتطور بسرعة في الزراعة الدقيقة. قال دوفو إن الاستخدام المحتمل لبيانات الطائرات بدون طيار هو جعل البيانات قابلة للنقل من الطائرة بدون طيار إلى أداة تطبيق ذات معدل متغير للأسمدة و / أو مبيدات الآفات و / أو مبيدات الفطريات. تم ربط بيانات الطائرات بدون طيار الخاصة بالنباتات الفردية بأداة تطبيق ذات معدل متغير مما يعني أن النباتات الفردية لا تحصل إلا على المواد الكيميائية التي تحتاجها.
ولكن في أي مكان تتقدم فيه التكنولوجيا الجديدة ، قال دوفاو إن الخرائط المبنية بطائرات بدون طيار ستصبح أكثر دقة في المستقبل.
قال: "أنت تتجه من ورقة إلى ورقة ، ومن فرع إلى فرع ، وفي النهاية تقيم صحة النبات هناك". "هذه الأنواع من الخرائط الدقيقة ستتحسن على المدى الطويل. وأرى أن هذا النوع من التكنولوجيا يقود فقط بعض المجالات ، خاصة في المحاصيل المتخصصة التي لم يتم تنفيذها حقًا ".
- ستيفن كلوسترمان ، محرر مساعد VGN
الصورة العلوية: تتميز AeroVironment Quantix ذات الأجنحة الثابتة بميزة الإقلاع والهبوط العمودي المشابهة لتلك الموجودة في الطائرة بدون طيار.