Các trinh sát bằng máy bay không người lái đã sẵn sàng làm cho nền nông nghiệp chính xác thậm chí còn chính xác hơn khi công nghệ máy bay không người lái tiến bộ.
Theo Cục Hàng không Liên bang, máy bay không người lái đã đến các trang trại. 2017% tổng số máy bay không người lái đã đăng ký thương mại trong năm 48 được sử dụng cho nông nghiệp, khiến nó trở thành máy móc được sử dụng cao thứ ba sau chụp ảnh bất động sản/trên không, ở mức 28% và kiểm tra công nghiệp, ở mức XNUMX%.
Nông nghiệp đặc sản là một phần của thị trường nông nghiệp chính xác dành cho máy bay không người lái. Các công ty hàng không như công ty Delair-Tech có trụ sở tại Pháp và nhà thầu máy bay không người lái quốc phòng Mỹ AeroVironment đang tiếp thị máy bay không người lái nông nghiệp cảm biến tích hợp của họ cho các nhà sản xuất cây trồng đặc sản và vùng Tây Bắc là thị trường mục tiêu.
MicaSense có trụ sở tại Seattle, nơi bán cảm biến máy bay không người lái đa quang phổ có tên RedEdge-M, đã tham dự các cuộc họp của người trồng trọt, chẳng hạn như buổi họp mặt của những người trồng cây ăn quả diễn ra ở Kennewick, Washington. Tại cuộc họp đó, Giám đốc điều hành MicaSense Gabriel Torres đã thảo luận về các phân tích quản lý cây trồng mà công ty đang nghiên cứu.
Manal Elarab, Giám đốc Giải pháp Doanh nghiệp của MicaSense cho biết: “Chúng tôi liên tục làm việc với nông dân và các nhà lãnh đạo trong ngành để khám phá cách hình ảnh có thể ảnh hưởng đến một phương pháp quản lý nhất định hoặc giúp giải quyết một số tính chủ quan xung quanh việc ra quyết định”. “Chúng tôi cam kết liên tục khám phá những cách mới để áp dụng phân tích hình ảnh trong các quyết định hàng ngày của trang trại.”
Các học giả cũng đang nghiên cứu việc sử dụng máy bay không người lái cho các loại cây trồng đặc sản. Tin tức về người trồng rau vào tháng 2018 năm XNUMX đã viết về sự hợp tác giữa Viện Công nghệ Rochester và Đại học Cornell để phát triển một chương trình máy bay không người lái nhằm xác định tính nhạy cảm của đậu snap với bệnh mốc trắng. Tại Đại học bang Pennsylvania, hai nhà nghiên cứu – một kỹ sư và một nhà làm vườn – đang nghiên cứu một chương trình bay không người lái để xác định độ che phủ của từng bông hoa và lượng cây trồng ở quả cây.
Từ người lính đến hạt đậu nành
Công nghệ máy bay không người lái đang phát triển xuyên suốt từ lĩnh vực này sang lĩnh vực khác. Máy bay không người lái nông nghiệp của AeroVironment Tiền thân sớm nhất của Quantix là máy bay không người lái quân sự có tên Pointer được Quân đội và Thủy quân lục chiến Hoa Kỳ sử dụng cách đây 30 năm. Công ty đã trở thành nhà cung cấp chính của Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ sau ngày 9/11 và trong Chiến tranh vùng Vịnh và có XNUMX chương trình được ghi nhận cho đến nay với Bộ Quốc phòng.
Mặc dù Quantix được thiết kế để khảo sát các nhà máy chứ không phải các đối tượng thù địch, nhưng ý tưởng cất cánh và hạ cánh thẳng đứng của nó lại xuất phát từ một chương trình quân sự. Máy bay không người lái có cánh cố định phóng từ vị trí thẳng đứng, giống như tàu con thoi, nhưng bay ngang giống như một chiếc máy bay để quét hình ảnh cắt xén dài.
Mark Dufau, Giám đốc Kinh doanh Thương mại của AeroVironment cho biết: “Đây thực sự là điều tốt nhất của cả hai thế giới.
Công nghệ tiếp tục phát triển và các công ty đang tìm kiếm các tính năng mới phù hợp nhất cho nông nghiệp chính xác. Chuyên gia ứng dụng viễn thám MicaSense John Sulik cho biết, một trong những công nghệ viễn thám cơ bản, Chỉ số thực vật khác biệt chuẩn hóa (NDVI), đến từ các chương trình vệ tinh trong những năm 1960 và 1970.
“Có rất nhiều điều bạn có thể làm,” Sulik nói. “Chỉ là rất nhiều kỹ thuật viễn thám cũ không còn phù hợp với những loại cây trồng có giá trị cao hơn này. Họ không kể cho bạn nhiều câu chuyện như bạn cần biết.”
RedEdge-M của MicaSense có năm camera đo cạnh màu đỏ, xanh lá cây, xanh lam, cận hồng ngoại và đỏ.
Elarab cho biết: “Hình ảnh đa quang phổ đã được chứng minh là một công cụ rất sâu sắc khi giúp bạn tìm kiếm sự căng thẳng trong lĩnh vực của mình”. “Các chỉ số được xây dựng từ hình ảnh đa phổ giúp hiểu được sự biến đổi trong trường của bạn và từ đó hướng dẫn bạn đến các vị trí căng thẳng để bạn thu thập các mẫu đại diện có thể thu hẹp nguyên nhân căng thẳng.”
Một số cảm biến máy bay không người lái đa quang phổ khác nhau đang được bán trên thị trường dành cho người trồng trọt. Sentera có trụ sở tại Minneapolis vào ngày 28 tháng 710 thông báo họ đang bán cảm biến gimbaled AGX200 để sử dụng plug-and-play với máy bay không người lái công nghiệp Matrice XNUMX Series của thương hiệu DJI. Giám đốc điều hành Sentera, Eric Taipale cho biết sự kết hợp này khiến khách hàng của chúng tôi “cực kỳ đơn giản trong việc thu thập dữ liệu có thể hành động từ hiện trường”.
Ông nói: “Khách hàng của chúng tôi sản xuất hàng chục sản phẩm chỉ số khác nhau và sử dụng các công cụ phân tích tự động trên rất nhiều ứng dụng khác nhau trong nông nghiệp, lâm nghiệp và bảo vệ môi trường”. Cảm biến của Sentera được tặng kèm một năm quyền truy cập vào nền tảng phân tích phần mềm có tên FieldAgent, nền tảng này cung cấp thông tin chuyên sâu về khảo sát cây trồng để giúp phát hiện bệnh, sâu bệnh và các áp lực khác, xác định những thiếu sót và đánh giá tình trạng dinh dưỡng.”
Máy bay không người lái cũng đang di chuyển quãng đường dài hơn. Tại Pháp, máy bay không người lái DT18 ag của Delair được phê duyệt để bay ngoài tầm nhìn trực quan hoặc hoạt động BVLOS (FFA Hoa Kỳ yêu cầu miễn trừ việc bay BVLOS). DT18 có thể được điều khiển bằng mạng điện thoại không dây 3G và do đó có thể bay hàng dặm mà không cần tháp điều khiển.
Lenaic Grignard, Giám đốc Sản phẩm Nông Lâm nghiệp cho biết: “Trong một chuyến bay, bạn có thể bao phủ hơn 2,500 mẫu Anh khi các quy định cho phép bạn bay cao. “Chúng tôi đồng bộ hóa hệ thống của mình để năng suất đánh giá cây trồng rất cao.”
Đủ rộng để xem
Máy bay không người lái đắt tiền và chủ yếu hữu ích trong việc trinh sát các khu vực khó tiếp cận. Vậy một trang trại phải lớn đến mức nào để có thể bù đắp được chi phí?
Một cách độc lập, cả Grignard của Delair và Dufau của AeroVironment đều đưa ra con số giống nhau về sân bóng: 1,000 mẫu Anh.
Grignard nói: “Ở Mỹ, khi bạn bắt đầu có hơn 1,000 mẫu Anh, điều đó bắt đầu trở nên thú vị. Dufau cho biết ở ngưỡng hàng nghìn mẫu Anh, “người trồng ở Trung Tây thực sự bắt đầu thấy tiện ích trong hệ thống”.
Nhưng cả hai đều nhanh chóng nói thêm rằng về nhiều mặt, cây trồng đặc sản khác nhiều so với cây trồng theo hàng và cho thấy lợi tức đầu tư cao hơn.
Dufau nói: “Nó thực sự phụ thuộc vào doanh thu trên mỗi mẫu Anh. “Khi bạn so sánh giữa cây trồng theo hàng ở vùng Trung Tây và cây trồng đặc sản, những con số đó thay đổi đáng kể do lượng công sức và doanh thu đang bị đe dọa đối với cây trồng đặc sản so với ngô và đậu. Con số đó nhỏ hơn đáng kể khi bạn trồng các loại cây đặc sản.”
Ông nói, một ví dụ là những người trồng nho được biết đến là người triển khai máy bay không người lái để kiểm tra nhanh lần cuối một vườn nho nhỏ khoảng 5 mẫu Anh.
“Không nhất thiết phải là 'Bạn tìm thấy gì?'" Dufau nói. “Chính những gì bạn không tìm thấy sẽ mang lại cho bạn mức độ đảm bảo rằng bạn đang làm những gì có thể để quản lý nó. … (Không) họ chỉ có thể phát hiện ra vấn đề ngoài kia mà còn có thể ngủ ngon hơn vào ban đêm khi biết rằng không có vấn đề gì cả.”
Giá trị cây trồng cao hơn là một lý do khiến các công ty sản xuất máy bay không người lái cho rằng những người trồng cây đặc sản có nhiều khả năng mua công nghệ này hơn.
Grignard cho biết: “Tỷ lệ áp dụng các loại cây trồng theo hàng chậm và một trong những lý do cho điều này là khi bạn nhìn vào giá ngô, bạn không có khả năng đầu tư để sử dụng loại công nghệ này”.
Elarab, của MicaSense, cho biết những người trồng đặc sản dường như thích ứng với công nghệ nhanh hơn.
Bà nói: “Các loại cây trồng có giá trị cao đã sớm thích ứng với công nghệ, như vườn nho, cây ăn quả, v.v. “Cũng có nhiều người quan tâm đến các loại cây trồng khác như cà phê và rau.
“Rất nhiều người quan tâm đến nông nghiệp chính xác và có nhiều tỷ lệ áp dụng khác nhau đối với một số loại cây trồng nhất định. Thị trường đang tăng lên hàng năm. Có rất nhiều người trở nên hào hứng hơn với việc kết hợp hình ảnh vào các quyết định quản lý của họ, vì vậy chắc chắn sẽ có rất nhiều sự phát triển đang diễn ra.”
Từ dữ liệu đến quyết định
Việc tạo ra dữ liệu và hình ảnh từ máy bay không người lái phù hợp với các quyết định quản lý của người trồng trọt là điều cần thiết.
Sulik của MicaSense cho biết: “Cảm biến tạo ra dữ liệu”. “Những gì người trồng cần là thông tin. Vì vậy, điều mà ngành cần là một cách kịp thời để biến dữ liệu thành thông tin phù hợp có thể áp dụng được. Đó là điều cần phải được giải quyết. Và chúng tôi đang làm việc về điều đó.”
Grignard, ở Delair, gọi nhiệm vụ này là “nút thắt cổ chai” về dữ liệu.
“Ý tưởng của toàn bộ giải pháp là loại bỏ một số nút thắt liên quan đến dữ liệu ở các bước khác nhau của quy trình làm việc, từ thu thập đến xử lý dữ liệu – đó không phải là gánh nặng của nhà tư vấn cây trồng hay người trồng.”
Một trong những công cụ phân tích tạo ra bản đồ để người trồng tham khảo.
Cô nói: “Chúng tôi đánh giá sức khỏe thực vật và nhu cầu dinh dưỡng của cây, sau đó tạo ra một bản đồ”. “Bản đồ này có thể được định giá theo toa, chẳng hạn như bản đồ nitơ.” DT18Ag của Delair còn có khả năng đếm cây hoặc xác định khoảng trống trong quá trình trồng cây.
Nhưng Grignard nói thêm rằng các thuật toán không phải là một quy mô phù hợp cho tất cả và kết quả sẽ khác nhau giữa các loại cây trồng. Ví dụ, với cây dâu tây, thuật toán đếm cây hoạt động tốt ở giai đoạn đầu, nhưng sau đó thuật toán này thất bại khi cây phát triển và các tán cây bắt đầu lồng vào nhau.
AeroVironment đang nghiên cứu một thuật toán đếm thực vật đối với các loại cây ăn quả, Dufau cho biết vào tháng 3 rằng còn khoảng hai đến ba tháng nữa thì thuật toán này mới có sẵn dưới dạng phần bổ sung cho hệ thống hiện tại.
Máy ứng dụng tỷ lệ thay đổi là một công nghệ khác đang phát triển nhanh chóng trong nông nghiệp chính xác. Dufau cho biết, khả năng sử dụng dữ liệu từ máy bay không người lái là làm cho dữ liệu có thể được truyền từ máy bay không người lái sang thiết bị phun phân bón, thuốc trừ sâu và/hoặc thuốc diệt nấm với tốc độ thay đổi. Dữ liệu từ máy bay không người lái trên từng cây riêng lẻ được kết hợp với một thiết bị phun có tốc độ thay đổi, điều đó có nghĩa là từng cây riêng lẻ chỉ nhận được lượng hóa chất mà chúng cần.
Nhưng bất cứ nơi nào công nghệ mới dẫn đầu, Dufau cho biết các bản đồ do máy bay không người lái tạo ra sẽ trở nên chính xác hơn trong tương lai.
Ông nói: “Bạn đang đi từ lá này sang lá khác, cành này sang cành khác, cuối cùng là đánh giá sức khỏe thực vật ở đó. “Những loại bản đồ chính xác đó sẽ chỉ trở nên tốt hơn về lâu dài. Và tôi thấy loại công nghệ này chỉ thúc đẩy một số lĩnh vực, đặc biệt là các loại cây trồng đặc sản chưa thực sự được triển khai.”
– Stephen Kloosterman, Trợ lý biên tập VGN
Ảnh trên cùng: AeroVironment Quantix cánh cố định có tính năng cất cánh và hạ cánh thẳng đứng tương tự như tính năng của máy bay không người lái di chuột.