Sfruttare i Droni per un'Agricoltura più Intelligente
I veicoli aerei senza pilota (UAV) o droni si sono evoluti da dispositivi militari e fotografici a uno strumento agricolo essenziale. La nuova generazione di droni è ottimizzata per l'uso in agricoltura per affrontare problemi di infestanti, irrorazione di fertilizzanti e squilibrio dei livelli di nutrienti nel suolo. I grandi investimenti e la ricerca nell'area della tecnologia dei veicoli aerei senza pilota portano caratteristiche innovative per potenziarne l'uso in agricoltura. I droni sono realizzati con materiali compositi leggeri. Questo riduce il peso e fornisce una migliore aerodinamica. Inoltre, sono costituiti da circuiti stampati, chip, sensori e software per migliorarne il volo.
Sensori
Per iniziare, i droni sono dotati di telecamere in grado di acquisire immagini nella lunghezza d'onda visibile (VIS) e immagini nel vicino infrarosso (NIR). Inoltre, sensori di immagini multispettrali consentono di acquisire immagini simultanee di diversi spettri luminosi tramite un unico percorso ottico. Queste immagini multispettrali vengono utilizzate per differenziare piante sane e danneggiate. I droni sono disponibili in un'ampia varietà di dimensioni e caratteristiche. Tuttavia, la maggior parte dei droni di nuova generazione sono piccoli, economici, migliori e facili da usare grazie all'avvento dei sensori MEMS (Micro Electro Mechanical System).
I vari sensori includono:
| Tipo di Sensore | Descrizione | Applicazione Agricola |
|---|---|---|
| Sensori Termici | Rilevano variazioni di temperatura nel suolo e nelle piante nel tempo | Identificano aree di suolo secco/umido, monitorano le variazioni di temperatura delle piante, rilevano infestazioni di parassiti e funghi |
| LIDAR | I sensori LIDAR (Light Detection and Ranging) misurano le distanze utilizzando l'illuminazione laser e l'analisi della luce riflessa | Rilevano variazioni di elevazione, valutano problemi di drenaggio e sistemi di irrigazione (tipicamente costosi) |
| Giroscopio | Fornisce stabilità resistendo alle forze di inclinazione durante il volo | Mantiene un volo stabile (i droni utilizzano tipicamente giroscopi a laser ad anello) |
| Magnetometri | Misurano i campi magnetici (ad es. bussola) | Conducono rilievi geologici, raccolgono informazioni sui contenuti del suolo e sui depositi minerali |
| Barometri | Misurano le variazioni di pressione atmosferica e le convertono in segnali elettrici/digitali | Determinano l'altezza del drone sopra il livello del mare |
| Accelerometri | Misurano le forze di accelerazione statiche (gravità) e dinamiche (vibrazioni) | Trovano l'angolo del drone rispetto alla terra (statico), esaminano il movimento del drone (dinamico) |
| GPS | Il Global Positioning System fornisce la posizione in tempo reale utilizzando i satelliti | Traccia la posizione del drone anche quando è fuori dalla visuale |
Inoltre, ci sono molti altri sensori utilizzati nei droni come sensori di velocità, sensori ultrasonici, ecc. I dati ottenuti da questi sensori nel corso di una settimana/mese/anno aiutano nella corretta gestione delle colture e assistono gli agricoltori nell'agricoltura di precisione.
Dennis Bowman, esperto in tecnologie agricole, inclusi i droni, ha dichiarato:
Quando la coltura supera la tua testa, è difficile vedere cosa sta succedendo in tutto il campo. L'opportunità di ottenere questa immagine dall'alto, di poter vedere cosa sta succedendo all'estremità di un campo di 120 acri che non è facilmente visibile dalla strada, permette di fare un lavoro migliore nel vedere tutte le cose che potrebbero accadere; c'è molto interesse in questa tecnologia.
Come menzionato sopra, l'utilizzo di sensori di altissima qualità e di un'unità di elaborazione veloce rende i droni un prodotto notevole sul mercato. Inoltre, presentano caratteristiche come:
| Caratteristica | Descrizione | Beneficio |
|---|---|---|
| Rilevamento Radar e Ritorno Autonomo | La posizione attuale del drone è facilmente rilevabile dal radar; chiamata di ritorno automatica quando si perde la portata del radiocomando (RC) | La funzione fail-safe comanda al drone di tornare automaticamente alla base o al punto di decollo |
| IMU (Inertial Measurement Unit) | Dispositivo elettronico autonomo integrato nei sistemi di navigazione inerziale | Misura altitudine, velocità e posizione rispetto a un sistema di riferimento per la guida e il controllo |
| Sistema di Comunicazione | Controllo remoto su frequenza specifica per evitare interferenze | Previene interferenze con altri radiocomandi/droni; può essere controllato tramite tablet e telefoni cellulari (limitato a droni di piccole dimensioni) |
I droni sono ulteriormente equipaggiati con tecnologie come la visuale in prima persona (First Person View), gimbal e controllo di inclinazione, funzionalità di rilevamento ostacoli e prevenzione delle collisioni, e molte altre.
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 agricole. Droni di aziende come PrecisionHawk, eBee di Sense Fly, AeroVironmet, Sentera, AgEagle, Yamaha, DJI e altre hanno preso il comando delle aziende agricole. Nonostante tali sviluppi, il costo dei droni non è accessibile a tutti gli agricoltori. Per risolvere questo problema, varie aziende come Agribotix, Aermatics3D, DroneAG ecc. offrono soluzioni di analisi tramite droni e per l'azienda agricola a tariffe convenienti. Tuttavia, molte persone hanno ancora domande sulla sicurezza dei droni, su come gli agricoltori li utilizzano e su quali regolamenti esistono. Queste domande trovano risposta da parte di vari governi che incoraggiano gli agricoltori a utilizzare nuove tecnologie in agricoltura e a rendere la produzione più veloce e migliore. I droni hanno sicuramente aperto una nuova dimensione nell'area dell'agricoltura di precisione e questo volo raggiungerà nuove vette nel prossimo decennio.
- Farmonaut (2025) - Evidenzia le principali innovazioni del 2025 nei droni agricoli e nell'imaging per l'agricoltura di precisione.
- Li Na (2024) - Discute come i droni agricoli migliorano il monitoraggio del suolo, la salute delle colture e l'efficienza delle risorse per un'agricoltura sostenibile.
Key Takeaways
- •I droni agricoli sono strumenti essenziali per lo smart farming, la gestione delle infestanti, la nebulizzazione e i livelli di nutrienti.
- •Sensori avanzati come telecamere multispettrali e termocamere rilevano la salute delle piante, parassiti e infezioni.
- •I droni utilizzano sensori LIDAR e termici per valutare l'umidità del suolo, l'elevazione e i problemi di irrigazione.
- •I magnetometri raccolgono dati per rilievi geologici, rivelando il contenuto del suolo e i depositi minerali.
- •GPS integrato, giroscopi e accelerometri forniscono volo stabile, posizione precisa e tracciamento del movimento.
- •Materiali compositi leggeri ed elettronica avanzata ottimizzano l'aerodinamica e la funzionalità dei droni.
- •La tecnologia dei sensori MEMS rende i droni agricoli di nuova generazione più compatti, convenienti e facili da usare.
FAQs
How are agricultural drones being used to improve crop management?
Agricultural drones are revolutionizing crop management by enabling precise spraying of fertilizers and pesticides, identifying weed infestations, and monitoring soil nutrient levels. This leads to more efficient resource allocation and healthier crops.
What types of sensors do agricultural drones typically use, and what are their functions?
Drones use various sensors like visible and near-infrared cameras for plant health assessment, multispectral sensors to differentiate healthy from damaged plants, thermal sensors for soil moisture and plant temperature monitoring, and LIDAR for elevation and drainage mapping.
Can agricultural drones help in detecting pests and diseases?
Yes, thermal and multispectral sensors on agricultural drones can effectively detect early signs of pest infestations and fungal infections. This allows for targeted treatment, preventing widespread crop damage and reducing the need for broad-spectrum pesticides.
What are the benefits of using drones for soil analysis?
Drones equipped with thermal sensors can identify variations in soil moisture and temperature, highlighting areas that are too dry or too wet. This data helps in optimizing irrigation strategies and understanding nutrient distribution for balanced soil health.
Are agricultural drones expensive and difficult to operate?
While some advanced sensors like LIDAR can be costly, the advent of MEMS technology has made many agricultural drones smaller, cheaper, and easier to use. Their intuitive software and lightweight design make them accessible to a wider range of farmers.
How do drone sensors help in improving irrigation systems?
LIDAR sensors measure elevation changes, providing crucial data for designing and optimizing irrigation and drainage systems. Thermal sensors can also identify areas of plant stress due to inadequate or excessive watering, allowing for precise adjustments.
Sources
- •https://agtech.folio3.com/blogs/role-of-drones-in-farming-in-2024/ (2024) - Explores how drones revolutionize farming by optimizing crop monitoring, soil analysis, and livestock management.
- •https://farmonaut.com/blog/agricultural-drones-and-imaging-top-2025-innovations/ (2025) - Highlights top 2025 innovations in agricultural drones and imaging for precision agriculture.
- •https://www.walshmedicalmedia.com/open-access/agricultural-drones-revolutionizing-soil-monitoring-and-crop-management.php?aid=82422 (2024) - Discusses how agricultural drones enhance soil monitoring, crop health, and resource efficiency for sustainable farming.
