نقش قدرتمند پهپاد ها در کشاورزی

در حالی که هدف از کشاورزی تولید مواد غذایی کافی و پایدار ماندن است، اما کشاورزی با تغییرات قابل توجهی مواجه است. در عصر جدید کشاورزی، کشاورزان می‌توانند از دستگاه‌های سنجش با فناوری پیشرفته مختلف مبتنی بر GPS، کاربرد نرخ متغیر، سیستم‌های فرمان و سنجش از راه دور و همچنین نرم‌افزار مدیریت مزرعه استفاده کنند. معرفی و استفاده از فناوری های مدرن و دقیق مزرعه تغییرات انقلابی را در کشاورزی ایجاد می کند. به عبارت دیگر، فناوری مدرن مزرعه، شیوه کار کشاورزان را متحول می کند.

با استفاده از فناوری دقیق، کشاورزان می‌توانند هم بهره‌وری و هم سودآوری مزرعه را بر اساس اطلاعات مزرعه‌ای در زمان واقعی بهینه کنند و در نتیجه از محیط زیست محافظت کنند، که می‌تواند نقطه عطفی برای موفقیت باشد. پهپادها می توانند رشد هر نوع محصول را در طول فصل در هر منطقه ای تحت نظر بگیرند.

پهپاد چیست؟

وسایل نقلیه هوایی بدون سرنشین (UAV) که معمولاً پهپاد نامیده می شوند، سکوهای هوایی کوچکی هستند که تا 20 کیلوگرم (50 پوند) وزن دارند. با توجه به اندازه آن ها انسان ها (هنوز) نمی توانند بر آن سوار شوند. پهپادها را می توان به دو صورت استفاده کرد. به طور مستقیم، که در آن یک انسان کنترل کامل وسیله نقلیه را با کنترل از راه دور بی سیم دارد. و دوم پهپاد خودش به طور مستقل، می تواند خود را کنترل کند و مسیری را بر اساس داده های GPS یا سنسورهای دیگر دنبال کند.

انواع مختلفی از هواپیماهای بدون سرنشین وجود دارد که می توان آنها را به گروه های زیر دسته بندی کرد:

بال ثابت

وسیله نقلیه بسیار ساده برای کنترل دارای نوعی بال غیر متحرک و پروانه ای است که حرکت رو به جلو را تسهیل می کند. با توجه به ساخت آن، همیشه باید نسبت به هوای اطراف خود در حال حرکت باشد تا بالا بماند. از این رو، عملکرد آن می تواند تا حد زیادی تحت تأثیر باد قرار بگیرد. عامل محدودکننده دیگر این است که پهپادهای بزرگتر به نوعی منطقه باند نیاز دارند که بتوان از آن برای استقرار و ردیابی استفاده کنند، در حالی که پهپادهای کوچکتر را می توان با دست پرتاب کرد و با فرود بر روی یک سطح نرم ردیابی کرد.

بال چرخشی

رایج ترین نوع پهپاد که مانند یک هلیکوپتر کوچک به نظر می رسد. زیرا دارای روتورهای متعدد (معمولاً 4-8) است. این پهپاد به دلیل داشتن سیستم چرخشی، قابلیت شناور شدن را دارد و می توان آن را به صورت عمودی مستقر و ردیابی کرد. خودروی بال چرخشی نسبت به انواع دیگر مزایایی دارد. کوچک است و به راحتی قابل حمل است و کمتر در معرض خرابی مکانیکی است. با این حال، معایب اصلی آن محدودیت باری است که می تواند حمل کند و همچنین عمر باتری آن است که فقط 15 دقیقه یا کمتر پرواز می کند.

وسیله نقلیه متصل شده یک مدل معمولی است که به سیم متصل می شود تا نیازی به کنترل از راه دور نداشته باشد. بنابراین حرکت هواپیماهای بدون سرنشین با توجه به اتصال محدود می شود. علاوه بر این، پهپادهای متصل شده دارای تنوع بسیار زیادی هستند. آن‌ها می‌توانند از یک پهپاد استاندارد که بر اساس فشار حرکت می‌کند تا یک پهپاد متصل به سیم میکروفیلامنت با یک سیستم برق نصب شده برای پرواز نامحدود متغیر باشد.

وسایل نقلیه سبک تر از هوا (LTA) شامل بادگیرها و سایر صنایع دستی معمولی پر از هلیوم هستند که به نوعی سیم متصل می شوند. معایب اصلی آنها دشواری در حمل و نقل به دلیل اندازه آنهاست . این واقعیت است که آنها نمی توانند حتی سرعت باد متوسط را تحمل کنند. بنابراین از پهپادهای LTA کمتر در کشاورزی استفاده می شود.

موارد استفاده پهپادها در کشاورزی

پهپادها وسایل نقلیه هوایی کوچک و سبکی هستند که ممکن است در ارتفاعات بسیار بالا پرواز کنند و سیستم های ناوبری یا دستگاه های ضبط مختلف مانند دوربین های RGB، دوربین های مادون قرمز و سایر حسگرها را نیز حمل کنند. پهپادها به دلیل توانایی در استقرار حسگرهای مختلف و گرفتن تصاویر با وضوح بالا و کم هزینه از شرایط محصول، در کشاورزی بسیار مفید هستند.

در ابتدا برای سمپاشی شیمیایی استفاده می شد،امروزه پهپادها ابزاری عالی برای گرفتن تصاویر هوایی با دوربین ها و سنسورهای نصب شده روی پلت فرم هستند. تصاویر می‌توانند از عکس‌های ساده با نور مرئی گرفته تا تصاویر چند طیفی که می‌توانند برای ارزیابی جنبه‌های مختلف سلامت گیاه، علف‌های هرز و دارایی‌ها مورد استفاده قرار گیرند.

هواپیما های بدون سرنشین داده‌ های خام را جمع‌ آوری می‌کنند و آن‌ها را با الگوریتم‌ها به اطلاعات مفید تبدیل می‌کنند. بنابراین می توان از آن ها برای کاربردهای مختلفی در کشاورزی استفاده کرد، مانند نظارت بر پارامترهای زیر:

– سلامت محصول: آسیب های ایجاد شده توسط آفات، تغییر رنگ در اثر عفونت آفت
-شاخص های پوشش گیاهی: سطح برگ، تشخیص ناهنجاری، اثربخشی درمان، فنولوژی، عملکرد
-ارتفاع گیاه: ارتفاع و تراکم بوته
-جستجوی گیاهان : اندازه بوته، آمار پلات، تعداد توده، قطعات در معرض خطر، پرش های کاشت
-نیاز آب : بخش های تحت تنش آب مزرعه/باغستان که نیاز به آبیاری دارند
-تجزیه و تحلیل خاک: در دسترس بودن مواد مغذی برای مدیریت مواد مغذی گیاه

به طور خلاصه، پهپادها به کشاورزان کمک می کنند تا استفاده از نهاده هایی مانند بذر، کود، آب و آفت کش ها را بهینه تر کنند. این امکان محافظت به موقع از محصولات در برابر آفات، صرفه جویی در زمان برای شناسایی محصول، کاهش هزینه کلی در تولید مزرعه، و تضمین عملکرد بالا و محصولات با کیفیت را فراهم می کند.

از داده های خام تا اطلاعات مفید

این پهپاد با پرواز بر فراز میدان، با دوربین یا سنسور عکس هایی با وضوح بالا می گیرد. بر اساس یک پارامتر اندازه گیری شده، این تصاویر در باندهای مختلف از طیف مرئی (رنگی)، نزدیک به مادون قرمز تا طیف مادون قرمز گرفته می شوند. تصاویر جمع آوری شده داده های خامی هستند که نیاز به تفسیر بیشتری دارند. بلافاصله پس از گرفتن تصویر، تصاویر مستقیماً به ابر/نرم افزار فرستاده می شوند، جایی که نقشه های نسخه های مختلف بسته به عملیاتی که کشاورز می خواهد در مزرعه انجام دهد، ایجاد می شود. سپس نقشه‌ها را می‌توان در تجهیزات مزرعه‌ای خاص آپلود کرد که تعداد ورودی‌ها (دانه‌ها، کودها، آفت‌کش‌ها) را که باید بر اساس آن در مزرعه اعمال شود، تنظیم می‌کند.

در عصر کشاورزی مدرن و دقیق، پهپادها به عنوان یک فناوری ضروری عمل می کنند که کشاورزی را به سطح کاملاً جدیدی می برد. آنها روشی مقرون به صرفه برای جمع آوری داده ها در مورد شرایط مختلف محصول در یک دوره زمانی نسبتاً کوتاه هستند. پهپادها همچنین پتانسیل زیادی در توانایی ارائه کشاورزی پایدار، بهبود عملکرد و افزایش سودآوری کلی مزرعه نشان داده‌اند.

فناوری در کشاورزی به طور مداوم در حال پیشرفت است. جمع آوری داده های جغرافیایی دقیق و قابل اعتماد بر اساس مختصات GPS و سیستم های فرمان خودکار، همراه با استفاده از سنجش از دور (پهپادها)، بخش اساسی کشاورزی مدرن و دقیق است که می تواند بهره وری و سود دهی مزرعه را بهینه کند.

اگرچه برخی خطرات و محدودیت‌ها وجود دارد، اما کشاورزی مدرن دقیق و فناوری مرتبط با آن پتانسیل زیادی در مقابله با چالش‌های تولید مزرعه مدرن و در عین حال حفاظت از منابع طبیعی دارد.