Дроны для фермерства: как беспилотники помогают в сельском хозяйстве

Опубликовано: 14.09.2023

Современные дроны для сельского хозяйства помогают не только мониторить посевы, но и бороться с вредителями и даже составлять «умные» карты полей.

Использование дронов практически во всех секторах экономики быстро растет, но в сельскохозяйственной отрасли оно переживает бум. По данным исследовательской компании Ocean Report, объем мирового рынка сельскохозяйственных дронов в 2022 году составил $13,59 млрд, а к 2030 году он достигнет $64,5 млрд при ежегодном темпе роста 24,3%. Информация, которую собирают беспилотники, используется для принятия более обоснованных агрономических решений в рамках систем точного земледелия, но возможности дронов постоянно расширяются. В сентябре 2023 года в регионах России запустят специальный экспериментально-правовой режим, разрешающий полеты сельскохозяйственным беспилотникам. «РБК Тренды» объясняют, как дроны применяются в сельском хозяйстве и какие у них перспективы.

Мониторинг растений

Дроны помогают отслеживать состояние растений путем составления цветовых схем поверхности полей и садов. При этом они используют показатель под названием NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) — нормализованный относительный индекс растительности, который отражает объем растительности, способной к фотосинтезу.

Цветовые карты позволяют фермерам контролировать урожай по мере его роста и быстро обнаруживать проблемные места на полях.

Дроны также используют камеры для мониторинга состояния урожая. Передаваемые ими данные зачастую более точные, чем данные со спутников, поскольку беспилотники не сталкиваются с помехами в виде облачности или плохой освещенности. Кроме того, доступ к спутниковым данным обходится дороже. Компании предлагают специализированные платформы, которые объединяют данные с дронов и составляют карты полей, отражая различные показатели.

Мониторинг почвы

Дроны используются для мониторинга состояния почвы и полевых условий. Они занимаются картированием поверхности полей, позволяя фермерам находить любые неровности, составлять схемы дренажа и засушливых мест, чтобы эффективнее планировать и использовать полив. Также они анализируют соленость почвы и количество элементов в ней, в том числе азота, калия и фосфора. Это позволяет фермерам точнее планировать посевы, прогнозировать урожайность и распределять удобрения. Так, американская компания MapWire предлагает программное обеспечение для дронов, которое помогает составлять карты полей в высоком разрешении, а также оценивать состояние почвы и другие показатели с помощью набора измерительных инструментов.

Посадка растений

Современные дроны начали применять и в посадке семян. В настоящее время автоматизированные дроновые сеялки в основном используются в лесной промышленности. Их использование позволяет сажать деревья в труднодоступных районах, а команда из двух операторов и десяти дронов может высадить до 400 тыс. деревьев в день. Такие дроны разработала британская компания Biocarbon Engineering.

А в Чувашии беспилотники начали использовать для помощи в посадке картофеля. Дроны разносят по полям перспективные сорта клубней, упрощая их доставку. В Самарской области БПЛА уже применяют для засевания полей горчицей и донником. Один такой дрон способен нести 20 кг семян.

Опрыскивание и опыление растений

Дроны способны обрабатывать поля с большей скоростью и при этом охватывать даже труднодоступные места. Например, они могут опрыскивать чайные поля, которые располагаются на большой высоте. При этом дроны-опрыскиватели обеспечивают очень точное распыление, которое можно направить на определенные участки, чтобы максимизировать эффективность и сэкономить химические вещества. Так, интеллектуальные дроны канадской компании Precision AI с камерами высокого разрешения способны выявлять и опрыскивать проблемные зоны с точностью 96%.

А китайская DJI предлагает специализированную линейку дронов Agras, в том числе MG-1S Advanced с радаром, распылительной и динамической системами, которые позволяют ежедневно обрабатывать химикатами посевы на площади около 40 га.

Также дроны можно применять для опыления растений. Такие решения предлагает американская компания Dropcopter. В период цветения растений Dropcopter можно запрограммировать для полета между определенными рядами культур, где он собирает пыльцу. Затем дрон распределяет ее на тех участках, где это требуется. Дроны успешно испытали на нескольких культурах, включая миндаль, яблоню, вишню и грушу. За три года их урожайность выросла на 25–50%.

Борьба с вредителями

Дроны способны не только разносить химикаты, но и активно бороться с вредителями на полях. Например, нидерландские исследователи из Вагенингенского университета в Нидерландах представили систему инфракрасных камер PATS, которая позволяет мини-дронам отличить мотыльков от других летающих насекомых по частоте взмахов крыльев и размеру. После этого БПЛА поднимаются в воздух и уничтожают насекомое.

Повышение урожайности

Благодаря новым технологиям дроны могут непосредственно влиять на урожайность. Так, компания «Новбиотех» из Великого Новгорода предлагает беспилотники с лазерной установкой, которые активизируют процесс фотосинтеза у растений.

В ночное время дроны с помощью лазера обрабатывают посевы с высоты 10–20 м, используя волны разной длины. На разных фазах созревания облучение лазером позволяет увеличить урожайность на 10–35%.

В свою очередь DJI представила Mavic 3 Multispectral для точного земледелия и мониторинга. Дрон оснащен системой мультиспектральной визуализации, которая собирает информацию о росте сельскохозяйственных культур, чтобы оперативно принимать меры по сохранению и повышению урожая.

Безопасность ферм

Использование дронов позволяет наблюдать за отдаленными уголками фермы и отслеживать все операции на поле. Охранные дроны можно использовать для наблюдения за более ценными культурами. Также беспилотники помогают защитить урожай от диких зверей и иных опасностей. При этом процесс мониторинга занимает несколько минут вместо нескольких часов.

Например, японская компания DMM Agri Innovation совместно с префектурой Ниигаты начала использовать комплекс из квадрокоптера, камеры с инфракрасным датчиком и системы с искусственным интеллектом, который позволяет местным фермерам защитить сельскохозяйственные угодья от набегов диких кабанов. Дрон способен отслеживать перемещения животных даже в темноте и составлять карты их активности. Его данные помогают фермерам более эффективно устанавливать заборы и ловушки для животных.

А китайская DJI предлагает дроны Mavic 3 Enterprise и Mavic 3 Thermal с тепловизором, которые можно применять для мониторинга диких животных на полях и выявления очагов пожаров. В Mavic 3E встроена широкоугольная камера на 20 Мп, а в Mavic 3T — широкоугольная камера на 48 Мп. Управлять устройствами можно на расстоянии до 15 км.

Дроны с искусственным интеллектом

Компании уже задумались над внедрением технологий ИИ в работу сельскохозяйственных дронов. Так, стартап из Нидерландов MultiRotorResearch работает над беспилотником, который сможет находить дорогу благодаря системам искусственного интеллекта. Умное программное обеспечение сможет рассчитывать оптимальные маршруты, а для полета будет достаточно нанести на карту три GPS-координаты, включая нужную высоту. В дальнейшем дроны смогут также обходить препятствия на своем пути. Потенциально их можно будет использовать для картографирования сельскохозяйственных угодий, а также, например, для проверки ветряных мельниц, строений или дамб.

А австралийская компания Sphere Drones готовится представить первое решение «дрон в коробке», или DiaB — дрон с док-станцией, которую можно расположить в удаленном или труднодоступном месте. В док-станции беспилотник может заряжаться и загружать собранные данные в автоматическом режиме. Фермеры смогут удаленно управлять дронами для выполнения определенных миссий, а также получать данные с них в реальном времени.

Источник - РБК