Використання дронів для розумнішого землеробства
Безпілотні літальні апарати (БПЛА) або дрони еволюціонували від військових та фотографічних пристроїв до необхідного інструменту в сільському господарстві. Дрони нового покоління оптимізовані для використання в сільському господарстві для вирішення проблем бур'янів, розпилення добрив та дисбалансу рівня поживних речовин у ґрунті. Великі інвестиції та дослідження в галузі технологій безпілотних літальних апаратів приносять інноваційні функції для стимулювання їх використання в сільському господарстві. Дрони виготовляються з легких композитних матеріалів. Це зменшує вагу та забезпечує кращу аеродинаміку. Крім того, вони складаються з друкованих плат, мікросхем, датчиків та програмного забезпечення для покращення їх польоту.
Датчики
Для початку, дрони оснащені камерами, здатними робити знімки у видимому діапазоні (VIS) та ближньому інфрачервоному діапазоні (NIR). Також, мультиспектральні датчики зображень дозволяють захоплювати одночасні зображення різних спектрів світла через один оптичний шлях. Ці мультиспектральні зображення використовуються для розрізнення здорових та пошкоджених рослин. Дрони бувають найрізноманітніших розмірів та функцій. Однак, більшість сучасних дронів є маленькими, дешевими, кращими та простими у використанні завдяки появі датчиків MEMS (мікроелектромеханічні системи).
Різні датчики включають:
| Тип датчика | Опис | Сільськогосподарське застосування |
|---|---|---|
| Теплові датчики | Виявляють зміни температури ґрунту та рослин з часом | Визначають сухі/вологі ділянки ґрунту, відстежують зміни температури рослин, виявляють зараження шкідниками та грибковими захворюваннями |
| LIDAR | Датчики світлового виявлення та визначення відстані вимірюють відстані за допомогою лазерного освітлення та аналізу відбитого світла | Виявляють зміни висоти, оцінюють проблеми дренажних та зрошувальних систем (зазвичай дорогі) |
| Гіроскопічний датчик | Забезпечує стабільність, протидіючи силам нахилу під час польоту | Підтримує стабільний політ (дрони зазвичай використовують кільцеві лазерні гіроскопи) |
| Магнітометри | Вимірюють магнітні поля (наприклад, компас) | Проводять геологічні дослідження, збирають інформацію про вміст ґрунту та родовища корисних копалин |
| Барометри | Вимірюють зміни атмосферного тиску та перетворюють їх на електричні/цифрові сигнали | Визначають висоту дрона над рівнем моря |
| Акселерометри | Вимірюють статичні (гравітаційні) та динамічні (вібраційні) сили прискорення | Визначають кут дрона відносно землі (статичний), досліджують рух дрона (динамічний) |
| GPS | Система глобального позиціонування надає інформацію про місцезнаходження в реальному часі за допомогою супутників | Відстежує місцезнаходження дрона навіть поза зоною прямої видимості |
Крім того, в дронах використовуються багато інших датчиків, таких як датчики швидкості, ультразвукові датчики тощо. Дані, отримані з цих датчиків протягом тижня/місяця/року, допомагають у належному управлінні врожаєм та сприяють фермерам у точному землеробстві.
Денніс Боумен, експерт з сільськогосподарських технологій, включаючи дрони, сказав:
Ось переклад тексту українською мовою з дотриманням ваших правил:
Коли культура сягає вище голови, важко побачити, що відбувається на всьому полі. Можливість отримати цю картину з повітря, побачити, що відбувається на дальньому кінці поля площею 120 акрів, яке нелегко розгледіти з дороги, дозволяє краще побачити всі речі, які можуть відбуватися, і це викликає великий інтерес до цієї технології.
Як згадувалося вище, використання високоякісних сенсорів та швидкісних процесорних блоків робить дрони помітним продуктом на ринку. Крім того, вони мають такі функції, як:
| Функція | Опис | Перевага |
|---|---|---|
| Радіолокаційне виявлення та автономне повернення | Поточне положення дрона легко виявляється на радарі; автоматичний виклик повернення при втраті діапазону RC | Функція безпеки автоматично повертає дрон додому або до точки зльоту |
| IMU (Інерційний вимірювальний блок) | Електронний автономний пристрій, інтегрований в інерційні навігаційні системи | Вимірює висоту, швидкість та положення відносно системи відліку для навігації та керування |
| Система зв'язку | Дистанційне керування на певній частоті для уникнення перешкод | Запобігає перешкодам з іншими пультами/дронами; може керуватися через планшети та мобільні телефони (обмежено для невеликих дронів) |
Дрони також оснащені такими технологіями, як First person view (вид від першої особи), підвіси та керування нахилом, функції виявлення перешкод та уникнення зіткнень, і багато іншого.
Дрони – це майбутнє точного землеробства. Їх поява у сфері сільського господарства революціонізувала спосіб, яким фермери бачать свої господарства. Дрони від таких компаній, як PrecisionHawk, eBee від Sense Fly, AeroVironmet, Sentera, AgEagle, Yamaha, DJI та інших, взяли на себе керування фермами. Незважаючи на такі розробки, вартість дронів не є доступною для кожного фермера. Для вирішення цієї проблеми різні компанії, такі як Agribotix, Aermatics3D, DroneAG тощо, надають рішення для дронів та аналізу ферм за доступними цінами. Однак багато людей досі мають запитання щодо безпеки дронів, щодо того, як фермери їх використовують, та які існують нормативи. На ці запитання відповідають різні уряди, які заохочують фермерів використовувати нові технології у сільському господарстві та робити виробництво швидшим і кращим. Дрони, безумовно, відкрили новий вимір у сфері точного землеробства, і цей політ досягне нових висот у наступному десятилітті.
Часті запитання (FAQ)
Звісно, ось переклад тексту українською мовою з дотриманням ваших правил:
Джерела
- Folio3 AgTech (2024) - Досліджує, як дрони революціонізують сільське господарство, оптимізуючи моніторинг посівів, аналіз ґрунту та управління худобою.
- Farmonaut (2025) - Висвітлює провідні інновації 2025 року у сфері сільськогосподарських дронів та зображень для точного землеробства.
- Li Na (2024) - Обговорює, як сільськогосподарські дрони покращують моніторинг ґрунту, стан посівів та ефективність використання ресурсів для сталого сільського господарства.
Key Takeaways
- •Сільськогосподарські дрони є важливими інструментами для розумного землеробства, боротьби з бур'янами, розпилення та контролю рівня поживних речовин.
- •Сучасні сенсори, такі як мультиспектральні камери та тепловізійні системи, виявляють стан рослин, шкідників та інфекції.
- •Дрони використовують LIDAR та теплові сенсори для оцінки вологості ґрунту, висоти та проблем з поливом.
- •Магнітометри збирають дані для геологічних досліджень, виявляючи вміст ґрунту та мінеральні відкладення.
- •Інтегровані GPS, гіроскопи та акселерометри забезпечують стабільний політ, точне позиціонування та відстеження руху.
- •Легкі композитні матеріали та передова електроніка оптимізують аеродинаміку та функціональність дронів.
- •Технологія MEMS-сенсорів робить сучасні сільськогосподарські дрони більш компактними, доступними та зручними у використанні.
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.
