Γεωργικά Drones

Τα μη επανδρωμένα εναέρια οχήματα (UAV) ή τα drones έχουν εξελιχθεί από στρατιωτικές συσκευές και συσκευές φωτογράφων σε απαραίτητο γεωργικό εργαλείο. Τα drones νέας γενιάς είναι βελτιστοποιημένα για χρήση στη γεωργία για την αντιμετώπιση προβλημάτων ζιζανίων, ψεκασμού λιπασμάτων και ανισορροπίας του επιπέδου των θρεπτικών συστατικών στο έδαφος. Μεγάλες επενδύσεις και έρευνα στον τομέα της τεχνολογίας μη επανδρωμένων οχημάτων αέρος φέρνει καινοτόμα χαρακτηριστικά για να ενισχύσει τη χρήση τους στη γεωργία. Τα drones κατασκευάζονται από ελαφριά σύνθετα υλικά. Αυτό μειώνει το βάρος και παρέχει καλύτερη αεροδυναμική. Επιπλέον, αποτελούνται από πλακέτες κυκλωμάτων, τσιπ, αισθητήρες και λογισμικό για τον αυτοσχεδιασμό της πτήσης τους.

Αισθητήρες

Αρχικά, τα drones αποτελούνται από κάμερες ικανές να τραβήξουν εικόνες ορατού μήκους κύματος (VIS) και εικόνες κοντά στο υπέρυθρο (NIR). Επίσης, οι πολυφασματικοί αισθητήρες εικόνας επιτρέπουν τη λήψη ταυτόχρονων εικόνων διαφορετικού φάσματος φωτός μέσω μιας ενιαίας οπτικής διαδρομής. Αυτές οι πολυφασματικές εικόνες χρησιμοποιούνται για τη διαφοροποίηση υγιών και κατεστραμμένων φυτών. Τα drone διατίθενται σε μεγάλη ποικιλία μεγεθών και χαρακτηριστικών. Ωστόσο, η πλειοψηφία των drones της νέας εποχής είναι μικρά, φθηνά, καλύτερα και εύχρηστα λόγω της εμφάνισης των αισθητήρων MEMS-Micro Electro Mechanical System.
Οι διάφοροι αισθητήρες περιλαμβάνουν:

1) Θερμικοί αισθητήρες- Αυτοί  χρησιμοποιούνται για την ανίχνευση ξηρής και υγρής περιοχής του εδάφους ή αλλαγές στη θερμοκρασία των φυτών κατά τη διάρκεια της χρονικής περιόδου. Μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για λοιμώξεις από παράσιτα και μύκητες.

2) LIDAR– Οι αισθητήρες ανίχνευσης φωτός και εμβέλειας είναι συνήθως ακριβοί και χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση αποστάσεων. Λειτουργεί φωτίζοντας το σημείο ενδιαφέροντος με λέιζερ και στη συνέχεια αναλύοντας το ανακλώμενο φως. Στη γεωργία, χρησιμοποιείται για την ανίχνευση αλλαγών στο υψόμετρο και τυχόν ανησυχίες σχετικά με το σύστημα αποστράγγισης και άρδευσης.

3) Γυροσκοπικός αισθητήρας– Διαφορετικοί τύποι γυροσκοπικών αισθητήρων (ρευστό, κραδασμοί, οπτικές ίνες, λέιζερ δακτυλίου) είναι διαθέσιμοι στην αγορά. Ωστόσο, τα drones είναι συνήθως εξοπλισμένα με γυροσκόπια λέιζερ δακτυλίου. Τα γυροσκόπια χρησιμοποιούνται για την παροχή σταθερότητας με αντίσταση στις δυνάμεις που τείνουν να γέρνουν τα drones κατά τη διάρκεια της πτήσης.

4) Μαγνητόμετρα– Χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση του μαγνητικού πεδίου. Η πυξίδα είναι ένα από τα κοινώς χρησιμοποιούμενα μαγνητόμετρα. Χρησιμοποιούνται σε UAV για γεωλογικές έρευνες που οδηγούν περαιτέρω σε πληροφορίες σχετικά με το περιεχόμενο του εδάφους και τα κοιτάσματα ορυκτών.

5) Βαρόμετρα– Χρησιμοποιείται για την εύρεση του ύψους του drone πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας μετρώντας την αλλαγή της πίεσης του αέρα και μετατρέποντάς το σε ηλεκτρικά ή ψηφιακά σήματα.

6) Επιταχυνσιόμετρα: Χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση των δυνάμεων επιτάχυνσης. Οι δυνάμεις μπορεί να είναι είτε στατικές όπως η βαρύτητα είτε δυναμικές όπως οι δονήσεις. Η στατική μέτρηση επιτάχυνσης βοηθά στην εύρεση της γωνίας του drone σε σχέση με τη γη. Από την άλλη πλευρά, η δυναμική επιτάχυνση βοηθά στην εξέταση της κίνησης του drone.

7) GPS– Το παγκόσμιο σύστημα εντοπισμού θέσης παρέχει τη θέση ενός αντικειμένου, στατικό ή δυναμικό σε μια δεδομένη στιγμή χρησιμοποιώντας δορυφόρους. Η πλοήγηση GPS επιτρέπει στον πιλότο του drone να παρακολουθεί το drone ακόμα και όταν είναι εκτός οπτικής γωνίας.

Επιπλέον, υπάρχουν πολλοί περισσότεροι αισθητήρες που χρησιμοποιούνται στα drones, όπως αισθητήρας ταχύτητας, αισθητήρες υπερήχων κ.λπ. Τα δεδομένα που λαμβάνονται από αυτούς τους αισθητήρες κατά την περίοδο μιας εβδομάδας/μήνα/έτος βοηθούν στη σωστή διαχείριση των καλλιεργειών και βοηθούν τους αγρότες στη γεωργία ακριβείας.

Ο Ντένις Μπάουμαν, ειδικός στις γεωργικές τεχνολογίες συμπεριλαμβανομένων των drones είπε,

Όταν η σοδειά είναι πάνω από το κεφάλι σου, είναι δύσκολο να δεις τι συμβαίνει σε ολόκληρο το χωράφι. Η ευκαιρία να πάρετε αυτήν την εικόνα από τον αέρα, να μπορέσετε να δείτε τι συμβαίνει στην άκρη ενός χωραφιού 120 στρεμμάτων που δεν είναι εύκολα ορατό από το δρόμο, μπορείτε να κάνετε καλύτερη δουλειά για να δείτε όλα τα πράγματα που μπορεί να είναι συνεχίζεται, υπάρχει μεγάλο ενδιαφέρον για αυτή την τεχνολογία.

Τεχνολογία

Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, η χρήση αισθητήρων κορυφαίας εγκοπής και μονάδας γρήγορης επεξεργασίας κάνει τα drones ένα αξιόλογο προϊόν στην αγορά. Επιπλέον, έχει χαρακτηριστικά όπως:

1)Ανίχνευση ραντάρ και αυτόνομη κλήση επιστροφής– Η τρέχουσα θέση των drones είναι εύκολα ανιχνεύσιμη στο ραντάρ. Επίσης, όταν χάνει την εμβέλεια RC, το λογισμικό στέλνει αυτόματα μια κλήση επιστροφής που δίνει εντολή στο drone να επιστρέψει στο σπίτι ή στο σημείο απογείωσης. Αυτή είναι επίσης γνωστή ως λειτουργία Fail safe.

2)IMU– Η αδρανειακή μονάδα μέτρησης είναι μια ηλεκτρονική αυτόνομη συσκευή. Τα IMU συγχωνεύονται σε συστήματα αδρανειακής πλοήγησης για τη μέτρηση του ύψους, της ταχύτητας και της θέσης σε σχέση με ένα πλαίσιο αναφοράς. Χρησιμοποιούνται για την καθοδήγηση και τον έλεγχο αεροσκαφών, UAV και άλλων διαστημικών οχημάτων.

3)Σύστημα επικοινωνίας– Τα drone ελέγχονται εξ αποστάσεως σε μια συγκεκριμένη συχνότητα για να αποφευχθεί η παρεμβολή με άλλα τηλεχειριστήρια ή drones. Τα drones μπορούν επίσης να ελεγχθούν με τη χρήση tablet και κινητών τηλεφώνων, κάτι που είναι εύκολο στη χρήση για απλούς, ωστόσο, περιορίζεται μόνο σε μικρά drones.

Τα drones διαθέτουν επιπλέον τεχνολογία όπως η προβολή πρώτου προσώπου, τα Gimbals και ο έλεγχος κλίσης, η ανίχνευση εμποδίων και οι λειτουργίες αποφυγής σύγκρουσης και πολλά άλλα.

Μελλοντικός

Τα drones είναι το μέλλον της γεωργίας ακριβείας. Η έλευση τους στον τομέα της γεωργίας έφερε επανάσταση στον τρόπο με τον οποίο οι αγρότες βλέπουν τις φάρμες τους. Τα drones από εταιρείες όπως η PrecisionHawk, η eBee από την Sense Fly, την AeroVironmet, την Sentera, την AgEagle, τη Yamaha, την DJI και άλλες έχουν αναλάβει τη διοίκηση των φάρμες. Παρά τις εξελίξεις αυτές, το κόστος των drones δεν είναι προσιτό σε κάθε αγρότη. Για την επίλυση αυτού του προβλήματος, διάφορες εταιρείες όπως οι Agribotix, Aermatics3D, DroneAG κ.λπ. παρέχουν λύσεις ανάλυσης drone και αγροκτημάτων σε προσιτές τιμές. Ωστόσο, πολλοί άνθρωποι εξακολουθούν να έχουν ερωτήσεις σχετικά με την ασφάλεια των drones, για το πώς τα χρησιμοποιούν οι αγρότες και τι είδους κανονισμούς υπάρχουν. Αυτά τα ερωτήματα απαντώνται από διάφορες κυβερνήσεις που ενθαρρύνουν τους αγρότες να χρησιμοποιούν νέες τεχνολογίες στη γεωργία και να κάνουν την παραγωγή ταχύτερη και καλύτερη. Τα drones έχουν σίγουρα ανοίξει μια νέα διάσταση στον τομέα της γεωργίας ακριβείας και αυτή η πτήση θα φτάσει σε νέα ύψη την επόμενη δεκαετία.