Droni agricoli

I veicoli aerei senza pilota (UAV) o droni si sono evoluti da dispositivi militari e fotografici a strumenti essenziali per l'agricoltura. I droni di nuova generazione sono ottimizzati per l'uso in agricoltura per affrontare problemi di erbacce, irrorazione di fertilizzanti e squilibrio del livello di nutrienti nel suolo. I grandi investimenti e la ricerca nel settore della tecnologia dei veicoli aerei senza pilota apportano caratteristiche innovative che ne potenziano l'uso in agricoltura. I droni sono realizzati con materiali compositi leggeri. In questo modo si riduce il peso e si ottiene una migliore aerodinamica. Inoltre, sono dotati di circuiti stampati, chip, sensori e software per migliorarne il volo.

Sensori

Per cominciare, i droni sono dotati di telecamere in grado di riprendere immagini a lunghezza d'onda visibile (VIS) e nel vicino infrarosso (NIR). Inoltre, i sensori di immagini multispettrali consentono di acquisire simultaneamente immagini di diversi spettri luminosi attraverso un unico percorso ottico. Queste immagini multi spettrali sono utilizzate per differenziare le piante sane da quelle danneggiate. I droni sono disponibili in un'ampia varietà di dimensioni e caratteristiche. Tuttavia, la maggior parte dei nuovi droni sono piccoli, economici, migliori e facili da usare grazie all'avvento dei sensori MEMS (Micro Electro Mechanical System).
I vari sensori includono:

1) Sensori termici - Sono  sono utilizzati per rilevare le aree asciutte e bagnate del terreno o le variazioni di temperatura delle piante nel periodo di tempo. Possono anche essere utilizzati per rilevare infezioni da parassiti e funghi.

2) LIDAR- I sensori di rilevamento e misurazione della luce sono solitamente costosi e vengono utilizzati per misurare le distanze. Funzionano illuminando il punto di interesse con un laser e analizzando la luce riflessa. In agricoltura, viene utilizzato per rilevare le variazioni di altitudine e qualsiasi problema relativo al sistema di drenaggio e irrigazione.

3) Sensore giroscopico- Sul mercato sono disponibili diversi tipi di sensori giroscopici (a fluido, a vibrazione, a fibra ottica, laser ad anello). Tuttavia, i droni sono solitamente dotati di giroscopi laser ad anello. I giroscopi sono utilizzati per garantire la stabilità, resistendo alle forze che tendono a inclinare i droni durante il volo.

4) Magnetometri- Vengono utilizzati per misurare il campo magnetico. La bussola è uno dei magnetometri comunemente utilizzati. Vengono utilizzati negli UAV per i rilevamenti geologici che portano a informazioni sul contenuto del suolo e sui depositi minerali.

5) Barometri- Viene utilizzato per trovare l'altezza del drone sul livello del mare misurando la variazione della pressione atmosferica e convertendola in segnali elettrici o digitali.

6) Accelerometri: Vengono utilizzati per misurare le forze di accelerazione. Le forze possono essere statiche, come la gravità, o dinamiche, come le vibrazioni. La misurazione dell'accelerazione statica aiuta a trovare l'angolo del drone rispetto alla terra. L'accelerazione dinamica, invece, aiuta a esaminare il movimento del drone.

7) GPS- Il sistema di posizionamento globale fornisce la posizione di un oggetto, statico o dinamico, in un determinato momento, utilizzando i satelliti. La navigazione GPS consente al pilota del drone di tenerne traccia anche quando è fuori dalla sua visuale.

Inoltre, i droni sono dotati di molti altri sensori, come il sensore di velocità, i sensori a ultrasuoni, ecc. I dati ottenuti da questi sensori nell'arco di una settimana/mese/anno contribuiscono alla corretta gestione delle colture e assistono gli agricoltori nell'agricoltura di precisione.

Dennis Bowman, esperto di tecnologie agricole, compresi i droni, ha dichiarato,

Quando il raccolto è sopra la tua testa, è difficile vedere cosa succede nell'intero campo. L'opportunità di ottenere questa immagine dall'aria, di poter vedere cosa succede all'estremità di un campo di 120 acri che non è facilmente visibile dalla strada, di poter fare un lavoro migliore per vedere tutte le cose che potrebbero accadere, c'è molto interesse in questa tecnologia.

Tecnologia

Come già detto, l'utilizzo di sensori di prim'ordine e di un'unità di elaborazione veloce rende i droni un prodotto notevole sul mercato. Inoltre, ha caratteristiche come:

1)Rilevamento radar e chiamata di ritorno autonoma- La posizione attuale dei droni è facilmente rilevabile dal radar. Inoltre, quando si perde la portata dell'RC, il software invia automaticamente una chiamata di ritorno che ordina al drone di tornare a casa o al punto di decollo. Questa funzione è nota anche come funzione Fail safe.

2)IMU- L'unità di misura inerziale è un dispositivo elettronico autonomo. Le IMU sono integrate nei sistemi di navigazione inerziale per misurare l'altitudine, la velocità e la posizione rispetto a un quadro di riferimento. Sono utilizzate per la guida e il controllo di aerei, UAV e altri veicoli spaziali.

3)Sistema di comunicazione- I droni sono controllati a distanza su una frequenza specifica per evitare interferenze con altri telecomandi o droni. I droni possono essere controllati anche tramite tablet e telefoni cellulari, il che ne facilita l'uso da parte dei non addetti ai lavori, ma è limitato solo ai droni di piccole dimensioni.

I droni sono inoltre dotati di tecnologie come la visuale in prima persona, il controllo cardanico e dell'inclinazione, il rilevamento degli ostacoli e le funzioni di prevenzione delle collisioni e molto altro ancora.

Futuro

I droni sono il futuro dell'agricoltura di precisione. Il loro avvento nel campo dell'agricoltura ha rivoluzionato il modo in cui gli agricoltori vedono le loro aziende. I droni di aziende come PrecisionHawk, eBee di Sense Fly, AeroVironmet, Sentera, AgEagle, Yamaha, DJI e altre hanno preso il comando delle aziende agricole. Nonostante questi sviluppi, il costo dei droni non è accessibile a tutti gli agricoltori. Per risolvere questo problema, diverse aziende come Agribotix, Aermatics3D, DroneAG ecc. forniscono soluzioni di analisi delle aziende agricole e dei droni a prezzi accessibili. Tuttavia, molte persone si interrogano ancora sulla sicurezza dei droni, sulle modalità di utilizzo da parte degli agricoltori e sulle normative vigenti. A queste domande rispondono i vari governi che incoraggiano gli agricoltori a utilizzare le nuove tecnologie in agricoltura e a rendere la produzione più veloce e migliore. I droni hanno sicuramente aperto una nuova dimensione nel settore dell'agricoltura di precisione e questo volo raggiungerà nuove vette nel prossimo decennio.