Innowacyjne rozwiązania i nowoczesne technologie coraz częściej znajdują zastosowanie w życiu codziennym, a ludzie chętnie poszukują przestrzeni, w której można je wykorzystywać. Szerokie możliwości zastosowania dronów w rolnictwie i ogrodnictwie sprawiają, że stają się one coraz bardziej powszechne. Niedługo nikogo nie zdziwi widok inteligentnych maszyn latających nad naszymi polami.
Chociaż dziś w Polsce nie stosuje się powszechnie dronów w uprawach, a ich wykorzystanie w rolnictwie i ogrodnictwie pozostaje nadal w fazie badań naukowych lub działań amatorskich, to wydaje się, że wkrótce drony zagoszczą na stałe nad polskimi gospodarstwami. Już teraz polscy producenci rolni i ogrodniczy mogą czerpać doświadczenie od kolegów z zagranicy. Przykładowo, kraje takie jak Francja, Niemcy, USA czy Japonia, stosują z powodzeniem tę technologię.
Drony zamiast tradycyjnych opryskiwaczy?
Drony, czyli bezzałogowe statki powietrzne, to idealne platformy, które można wyposażać w różnego rodzaju kamery, aparaty fotograficzne, moduły GPS, czy sensory (prędkościomierze, żyroskopy, magnetometry, czujniki ciśnienia). Można je również zaopatrzyć w dodatkowe konstrukcje przenoszące i rozpylające ładunek płynny. Zdolność ta w połączeniu z odpowiednim oprogramowaniem pozwala dokonywać precyzyjnych oprysków upraw. Tego typu drony z funkcją rozpylającą testowano niedawno w dolinie Napa Valley, która znana jest z uprawy winorośli używanej do produkcji amerykańskich win. Zastosowanie dronów do oprysków pozwala nie tylko dokładnie rozpylić substancję na uprawy, ale również wpływa na bezpieczeństwo człowieka, który nie jest narażony na stałą ekspozycję środków chemicznych. Podstawowym wyposażeniem dronów jest autopilot, czyli system automatycznej kontroli lotu umożliwiający sterowanie, nawigację i stabilizację lotu. Podczas lotu autopilot może pracować w czterech trybach: automatycznym, półautomatycznym, bezwładnościowym i ręcznym, co ułatwia pracę i kontrolę urządzenia niezależnie od poziomu umiejętności użytkownika. Kolejnym elementem umożliwiającym zastosowanie dronów w rolnictwie i ogrodnictwie jest specjalna kamera multispektralna, wykonująca zdjęcia w dwóch trybach. Dzięki temu materiał fotograficzny zbierany jest w postaci dwóch map: typowej ortofotomapy w zakresie światła widzialnego (RGB) oraz mapy w bliskiej podczerwieni (NIR – Near Infrared). Wykonanie i nałożenie na siebie obu map pozwala wyliczyć m. in. wskaźnik NDVI (znormalizowany różnicowy wskaźnik wegetacji), który stosuje się do określenia stanu rozwojowego oraz kondycji roślin. Przykładowo, na mapie kolor czerwony wskazuje na słabą wegetację roślin, żółty – na lepszą, a zielony oznacza rośliny o najlepszej kondycji. W praktyce jest to duże uproszczenie, ponieważ każdy kolor występuje w pełnej gamie odcieni i tonów.
Wielowymiarowa obserwacja pomocna w prowadzeniu upraw
Nie mniej jednak, taka wielowymiarowa obserwacja pozwala analizować wiele właściwości upraw, takich jak układ upraw, taksonomia i morfologia roślin, masa liści, a także wybarwienie i dojrzałość czy zawartość chlorofilu. Na podstawie tych parametrów można wskazać różnice pomiędzy zdrowymi a chorymi roślinami, które często trudno dostrzec okiem ludzkim. Informacje zebrane z map mogą być także niezwykle przydatne podczas planowania nawożenia, które jest jednym z najbardziej kosztownych zabiegów produkcyjnych. Dzięki zastosowaniu tej technologii obniżenie wydatków na nawozy może sięgać nawet do 30%. Analiza mapy w skali całego obszaru upraw pozwala producentowi monitorować stan upraw np. dostrzec braki w nawodnieniu roślin, wykryć zagrożenie szkodnikami lub rozwijającą się chorobą, jak również wskazać nieprawidłowości w zabiegach np. błędy w gęstości czy głębokości siewu lub pomyłki w nawożeniu roślin. Monitoring upraw z wykorzystaniem dronów może uwzględniać także analizę stanu gleby, dla której wyznaczane są takie parametry jak: skład i frakcje, zasobność w substancje organiczne i mineralne, właściwości wodne i powierzchniowe gleby. Innym zastosowaniem dronów może być odstraszanie dzikich zwierząt niszczących uprawy. Urządzenie nie tylko zobrazuje aktualny stan upraw, ale także może skutecznie płoszyć zwierzynę dzięki sygnałom dźwiękowym.
Parametry techniczne
Niestety parametry techniczne obecnie produkowanych dronów wciąż nie spełniają stawianych im wymagań. Główną wadą dronów jest brak zasobów mocy, aby mogły one precyzyjnie wypełniać swe zadania. Przeciętny czas trwania lotu drona to 30-90 minut, a zasięg niewiele ponad 1 km. To stanowczo za mało, stąd też producenci dronów poszukują nowych rozwiązań. Jednym z nich jest wykorzystanie energii słonecznej, która wydłuża czas pracy urządzenia w powietrzu.
O autorze
Renata Słomnicka
