Allevamento di droni, Tecnologia dei droni in agricoltura

Cosa sono i droni agricoli o allevamento di droni e come vengono utilizzati?

Parliamo oggi di allevamento di droni e l'importanza dei droni in agricoltura.

Introduzione ai droni in agricoltura o allevamento di droni

droni, altrimenti chiamati i veicoli aerei senza equipaggio (UAV) sono di recente utilizzati per scopi agricoli e questo è considerato l'ultimo sviluppo in questo settore. Il ruolo principale dei droni in agricoltura è supportare la pianificazione basata sull'evidenza e la raccolta di dati speciali. Normalmente i droni sono stati sviluppati per essere utilizzati in ambito militare, aiuti umanitari, gestione delle catastrofi, ecc. L'uso di questi veicoli senza equipaggio si sta estendendo molto rapidamente nel settore della produzione agricola. I principali settori in cui viene utilizzato sono:

• Produzione vegetale
• Riduzione del rischio di catastrofi
• Silvicoltura
• pesca
• Conservazione della fauna selvatica

Il sistema aereo senza equipaggio ha la parte in volo, che è controllato da un pilota situato in remoto altrove tramite una stazione di controllo a terra tramite connessioni wireless. Il sistema può essere programmato manualmente oppure può essere azionato anche automaticamente tramite servizi programmati. Le dimensioni e la forma dei droni dipendono dal tipo di servizio che offrono. La massa al decollo è una misura per classificare i dispositivi in ​​diverse categorie. Alcune classificazioni storiche comuni sono 2 kg di massa, 25kg e 150kg. La configurazione del drone può essere sia velivoli ad ala fissa (decollo verticale) che piattaforme ad ala rotante di atterraggio (elicotteri e multicotteri).

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Potenziale dei droni in agricoltura

L'uso di base di un UAS è quello di aiutare gli agricoltori a ottenere una visione d'insieme delle loro colture in modo che possano rilevare sottili cambiamenti che non possono essere facilmente identificati esplorando le colture a livello del suolo. Questi dispositivi possono raccogliere immagini multispettrali attraverso i sensori ad essi collegati. Le immagini sono cucite per generare banda di riflettanza spettrale, che può essere utilizzato per calcolare indici come Normalized Difference Vegetation Index (NDVI), Indice di area fogliare (LAI) e indice di riflettanza fotochimica (PRI)

L'NDVI parla di diversi livelli di biomassa nel suolo, stress idrico, carenze nutrizionali, infestazione da parassiti, malattie delle colture, ecc. Le informazioni fornite dall'NDVI si basano su visite sul campo e algoritmi dedicati. Questi algoritmi aiutano come guida per fornire input di fertilizzanti alle colture. I dati telerilevati aiutano ad accelerare il processo di conduzione degli inventari delle colture e delle stime della resa. La tecnologia UAS può essere utilizzata anche per documentare l'uso illegale di terreni e risorse.

Migliorare la produttività agricola

Per colmare il divario tra la produzione attuale e la domanda per il futuro, la tecnologia dei droni e l'analisi avanzata dei dati di immagine possono essere molto utili. I dati dell'immagine del drone vengono utilizzati per valutare la salute delle colture. L'analisi NDVI aiuta a comprendere l'intensità della radiazione solare sulle colture in modo che possano essere monitorate correttamente. Questa tecnologia aiuta a monitorare parti di piante specifiche per l'identificazione precoce di parassiti e malattie. Per rilevare il verificarsi di disastri naturali o la distruzione delle colture vengono utilizzati prodotti geospaziali avanzati NDVI. La mappatura e l'imaging sono i due processi più importanti che funzionano durante tutto il ciclo di produzione delle colture con l'aiuto di sensori.

Dimensioni dei droni

I droni disponibili sul mercato hanno diversi modelli e sono normalmente classificati in due tipologie in base alle loro dimensioni:

• Piccoli droni come le dimensioni di un insetto.
• Grandi droni per il trasporto di carichi pesanti.

I droni sono anche classificati in base alla loro piattaforma aerea come:

• Configurazione multirotatrice con più motori.
• Rotatore singolo come un elicottero.
• Configurazione ad ala fissa come un aereo.

Applicazione dei droni in agricoltura

I droni odierni utilizzati in agricoltura sono di medie dimensioni, ma durante l'esecuzione di lavori con carichi pesanti come l'irrorazione e la semina vengono utilizzati droni più grandi. I droni multirotore sono i droni più utilizzati nel settore agricolo a causa del loro basso costo e della struttura semplice. Il miglioramento delle pratiche o dei processi agricoli esistenti dipende in gran parte dalla versatilità dei droni. Le applicazioni più importanti dei droni sono discusse di seguito.

• Per l'analisi del suolo e del campo:le mappe 3D vengono create dai droni e vengono successivamente utilizzate per la progettazione di semi di semina e anche per la generazione di tipi di dati con molte applicazioni come la gestione del livello di azoto.
• Per il monitoraggio delle colture - questo è fatto dal processo dell'immaginario satellitare, ma ha alcuni grossi inconvenienti come troppo costoso, immagini imprecise, il cattivo tempo ha un impatto negativo sulla qualità dei dati.
• Per il controllo e il drenaggio dell'acqua, i droni monitorano frequentemente le colture e forniscono aggiornamenti regolari per lo sviluppo e il miglioramento della resa delle colture.
• Per la valutazione della salute:i droni generano immagini multispettrali delle colture che aiutano nell'analisi della salute e della maturità delle colture. Una diagnosi precoce di un'infezione batterica o fungina aiuta in un'azione correttiva rapida.
• Per l'irrigazione:i droni rilevano lo stress idrico nei terreni agricoli, cioè se c'è un approvvigionamento idrico inadeguato; poi i sensori infrarossi e termici forniscono i dati delle zone che ricevono troppo poca acqua e aiutano nell'azione rapida.
• Per l'irrorazione delle colture, i droni hanno la capacità di adattarsi alle altitudini e alle traiettorie di volo in base alla topografia e alla geografia della regione. Questo aiuta i droni a scansionare il terreno e ad applicare liquidi con grande precisione. Si stima che l'azione di spruzzatura dei droni sia cinque volte più veloce rispetto al normale metodo di spruzzatura.
• Per la piantagione aerea, la semina eseguita dai droni è una tecnologia ancora in fase di sviluppo ed è considerata un modo efficace per ridurre i costi del lavoro durante l'agricoltura.

Sfide legate all'allevamento dei droni

Sebbene la tecnologia dei droni abbia un grande potenziale per trasformare il settore agricolo, ci sono ancora diversi ostacoli alla loro progressione al di là del piccolo posto che occupano nel mercato. Questi problemi sono:

Situazione finanziaria dell'agricoltore

L'industria agricola è un'attività a basso margine per molti agricoltori che necessitano di assistenza finanziaria da parte del governo durante condizioni meteorologiche avverse. I droni richiedono grandi investimenti e competenze tecniche per essere acquisiti e utilizzati.

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Qualità dei dati acquisiti in Drone Farming

La qualità dei dati prodotti dai droni deve essere di buona qualità in modo da fornire informazioni precise e accurate. La velocità di raccolta dei dati e la flessibilità di utilizzo del drone sono parametri secondari considerati importanti solo accanto alla qualità. L'integrazione di nuovi sensori, le fotocamere e le tecnologie di elaborazione possono aiutare a migliorare la qualità dei dati acquisiti dai droni.

Capacità di modernizzazione degli agricoltori

Gli agricoltori devono adattarsi per modernizzare le pratiche di produzione in modo da poter ottenere buoni ritorni per i loro investimenti. Gli agricoltori possono accedere alla tecnologia solo se capiscono come usarla con l'aiuto delle competenze digitali e della fiducia. Ciò viene superato dalla produzione di droni con caratteristiche autonome tali che gli agricoltori non devono avere le competenze o l'esperienza per gestirli in modo efficiente.

Passaggi per creare una mappa con piccoli droni

Il flusso di lavoro di un piccolo drone per la mappatura è sostanzialmente suddiviso in 5 passaggi quali:

• Progettazione della mappa e del piano di volo.
• Acquisizione dell'immagine.
• Elaborazione dell'immagine.
• Preparazione e visualizzazione dei prodotti geospaziali.
• Estrazione delle informazioni cruciali richieste.

Pro e contro della tecnologia agricola dei droni

Gli effetti positivi dell'utilizzo dei droni in agricoltura sono:

• Rese maggiori
• Gestione del tempo
• Migliori ritorni sull'investimento
• Facile da gestire
• Mappatura integrata
• Imaging della salute del raccolto
• I droni sono sicuri (cioè volano a casa)
• Controllare l'efficienza dell'acqua e altri fattori ambientali

L'impatto negativo dell'uso dei droni è:

• Stima del tempo di volo e autonomia
• Costo di acquisto elevato
• Leggi per l'utilizzo di tale tecnologia
• Interferenza nello spazio aereo
• Problemi di connettività
• Dipendenza dal tempo
• Capacità o abilità nell'uso dello strumento

Conclusione sull'allevamento dei droni:

In India, a causa delle dimensioni del terreno, l'utilizzo dei droni in agricoltura è limitato. Nelle aree in cui sono presenti vasti terreni pianeggianti, l'allevamento di droni sarebbe il futuro.

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