Tiền đề cho rằng máy bay không người lái sẽ thay đổi cục diện nông nghiệp đã xuất hiện từ vài năm nay. Gần đây nhất là năm 2016, Tạp chí Công nghệ MIT cho biết việc sử dụng máy bay không người lái đang “cách mạng hóa” hoạt động nông nghiệp.
Trong khi máy bay không người lái trên cánh đồng - dù để theo dõi cây trồng hay phun thuốc - đang ngày càng gia tăng thì cỗ máy cường điệu dường như đã chậm lại. Việc sử dụng máy bay không người lái là một phần trong tương lai của nông nghiệp, nhưng cho thấy máy bay không người lái sẽ tái tạo lại nền nông nghiệp có lẽ gần như cường điệu.
Dominic LaJoie, phó chủ tịch phụ trách vấn đề môi trường, cho biết: “Máy bay không người lái sẽ không thay thế được máy bay, nhưng chúng sẽ tìm được chỗ đứng trong ứng dụng thuốc trừ sâu”. Hội đồng khoai tây quốc gia, cho biết trong Triển lãm Khoai tây gần đây ở Austin, Texas.
Việc ứng dụng thuốc trừ sâu và thuốc diệt cỏ ngày càng trở nên khả thi hơn, nhưng - giống như hầu hết các ứng dụng khác mà các nhà nghiên cứu nhận thấy đối với máy bay không người lái - chưa đến mức sẵn có cho người trồng trọt. Ian MacRae, giáo sư và nhà côn trùng học mở rộng, Đại học Minnesota, người đã thực hiện nghiên cứu sâu rộng bằng cách sử dụng máy bay không người lái, đã nói về chủ đề này trong thời gian gần đây. EXPO Chợ trái cây, rau và nông sản Great Lakes ở Grand Rapids, Michigan.
Về ứng dụng phun, MacRae cho biết máy bay không người lái giá cả phải chăng chỉ có thể mang khoảng 10 pound sản phẩm cùng một lúc, điều này hầu như không mang lại hiệu quả cho chúng đối với các cánh đồng rộng lớn.
“Nó thực sự chưa dành cho ứng dụng thông thường,” ông nói.
Đây là những gì MacRae đã nói về nhiều chủ đề khác nhau liên quan đến công nghệ máy bay không người lái.
Viễn thám
MacRae nói: “Điều thúc đẩy toàn bộ ý tưởng đằng sau máy bay không người lái và viễn thám này là những tiến bộ trong công nghệ. “Mặc dù máy bay không người lái đang được chú ý nhiều nhưng máy bay không người lái thực sự chỉ là một chiếc chân máy bay. Câu chuyện có thật đi kèm với các cảm biến. Giống như điện thoại di động, mọi thứ đều nhỏ hơn, nhanh hơn, tốt hơn và rẻ hơn. Đó là những gì đang xảy ra với cảm biến.”
Ví dụ, MacRae cho biết một thiết bị bốn cảm biến đo bước sóng để phát hiện hoạt động không lành mạnh của thực vật có giá khoảng 8,000 USD chỉ cách đây vài năm, gần bằng một nửa số tiền đó ngày nay.
Camera nhiệt
Cách thức hoạt động của công nghệ cảm biến từ xa là gửi nhiều bước sóng tới cây trồng và theo dõi những gì phản xạ lại. MacRae cho biết câu chuyện đáng chú ý nhất là ánh sáng cận hồng ngoại. Lượng ánh sáng hồng ngoại phản xạ giảm là dấu hiệu cây bị căng thẳng, nhưng đó không phải là phát hiện mới. Nơi mà sự tiến bộ đang diễn ra là việc sử dụng máy ảnh nhạy cảm với nhiệt độ.
MacRae cho biết: “Khá thường xuyên, với côn trùng và bệnh tật, tác động sẽ là cả hai đều nằm trên cùng một bước sóng”. “Nhưng về mặt lý thuyết, bệnh tật làm gián đoạn quá trình điều hòa nhiệt độ của cây nhiều hơn côn trùng. Vì vậy, chúng ta có thể sử dụng nhiệt để xác định xem chúng ta đang đối phó với côn trùng hay bệnh tật.
“Những cảm biến nhiệt này rất nhỏ, chúng tôi thực sự có thể gắn chúng lên máy bay không người lái cùng lúc với các cảm biến khác.”
Độ tin cậy
Bản thân chi phí của máy bay không người lái đang giảm xuống, cùng với thiết bị cảm biến và máy ảnh, nhưng đây vẫn là một vấn đề cần cân nhắc giữa đầu tư và rủi ro. Như MacRae đã nói, nếu bạn lái máy bay không người lái, máy bay không người lái đó sẽ gặp sự cố vào một lúc nào đó.
“Có rất nhiều loại ở đó. Bạn có thể đi cho một cái lớn. Chúng tôi lái những chiếc đó, nhưng chúng tôi cũng bắt đầu chuyển sang những chiếc xe nhỏ hơn, rẻ tiền hơn,” MacRae nói. “Lý do cho điều đó là khi một trong những thứ này gặp sự cố – bạn lưu ý rằng tôi không nói 'nếu' - nhưng khi nó gặp sự cố, bạn sẽ mất ít tiền hơn rất nhiều. DJI S1000 có giá khoảng 4,000 USD. Solo 3DR có giá khoảng 300 USD. Chúng hoạt động theo cùng một cách và có độ tin cậy như nhau. Sự khác biệt là S1000 có trọng tải nặng hơn nhiều nên chúng tôi sử dụng nó cho các cảm biến lớn hơn nhiều.”
GIS trong phát triển phần mềm
Cảm biến và máy ảnh có khả năng tích lũy lượng dữ liệu khổng lồ và hàng trăm hình ảnh từ một chuyến đi bằng máy bay không người lái đến hiện trường. Nếu không có phần mềm thích hợp để sắp xếp và giải mã dữ liệu thì người trồng trọt sẽ tương đối vô dụng. MacRae cho biết sự tiến bộ trong lĩnh vực đó đang diễn ra.
“Chúng tôi đã nghiên cứu các cách đo hiện tượng rụng lá bằng hình ảnh trên không. … Chúng tôi nhận ra rằng đây không phải là cách nó sẽ được áp dụng trước tiên,” MacRae nói. “Chúng tôi cần tìm phần mềm phù hợp hơn với người trồng trọt. Chúng tôi bắt đầu xem xét phần mềm thông tin địa lý (GIS). Đây là một cái gì đó đang trở nên rất phổ biến. Nó chịu trách nhiệm lái tự động trong máy kéo. Chúng tôi thực sự đã đào tạo GIS để nói 'đây là nguyên liệu thực vật' và 'cái này không phải'. Vào thời điểm đó, GIS được thiết kế để cho bạn biết bạn có phạm vi bao phủ như thế nào ở một khu vực nhất định.”
Trên đường chân trời
MacRae trồng khoai tây hiệu quả hơn bất kỳ loại cây trồng nào khác. Nhóm của ông đang tìm cách sử dụng cảm biến để phát hiện PVY và bệnh mốc sương, cùng các bệnh khác, bằng cách sử dụng viễn thám trên máy bay không người lái và nói thêm rằng việc đo lường chất dinh dưỡng cũng đang được thực hiện. Tuy nhiên, việc tưới tiêu, sử dụng thuốc trừ sâu và thuốc diệt cỏ có thể là lĩnh vực được chú trọng nhất trong những năm tới.
MacRae cho biết: “Một trong những điều có lẽ thực sự quan trọng trong vài năm tới là hiện tượng phun trôi, đặc biệt là với tác động mà nó có thể gây ra đối với khoai tây và sự lan truyền của thuốc diệt cỏ”.
Một công cụ khác
MacRae lưu ý rằng các bên liên quan đang theo dõi sự phát triển của máy bay không người lái bằng con mắt tinh tường, nhưng điều đó hiện không chuyển thành đầu tư. Lợi tức đầu tư vẫn chưa có.
Ông nói: “Vẫn còn rất nhiều công nghệ cần được cải thiện. “Khi tôi nói chuyện với các bên liên quan, họ quan tâm đến dữ liệu nhưng họ không quan tâm đến việc trở thành người thu thập dữ liệu. Do đó, tôi nghĩ chúng ta sẽ thấy sự áp dụng đến từ các mô hình dịch vụ.
MacRae nói thêm: “Đó là điều cần lưu ý - máy bay không người lái sẽ thay đổi lượng thông tin bạn có và giúp bạn đưa ra quyết định, nhưng chúng sẽ không thay thế bất cứ điều gì”. “Nó sẽ chỉ là một nguồn dữ liệu khác.”
- Zeke Jennings, phóng viên VGN