A CropWatch projekt

 

MULTIROTOR service-drone.com

 

Gabonatáblák elektronikus megfigyelése

Németországban az Universität Bonn irányításával indul a CropWatch projekt, melynek célja a gabonatáblák elektronikus megfigyelése a növényvédelem és a tápanyag-utánpótlás jobb tervezéséhez. A projekt költségvetése 1 millió EUR, futamideje pedig 3 év.

Drónok és a Smart Farming

A mezőgazdaság digitalizációja (Smart Farming) egy olyan technikai, technológiai forradalom, melynek következtében a termelés hatékonysága és ezzel a felhasznált anyagok mennyiségének optimalizálása jelentősen javul. Ebben a folyamatban fontos szerepük van drónoknak is, hiszen ezek a légi eszközök speciális kamerával és szenzorokkal is felszerelhetők, így fontos adatokat tudnak szolgáltatni egy adott növényállomány állapotáról. A Smart Farming egyik legfontosabb feladata a környezetkímélő és fenntartható mezőgazdaság kialakítása.

CropWatch – A termelési folyamat ellenőrzés és elemzése

A kutatási projekt célkitűzése egy olyan adatmenedzsment rendszer kifejlesztése, mely a növénytermesztés termelési folyamatát ellenőrzi és elemzi. A top agrar online részletes leírásából megtudhatjuk azt is, hogy a projekthez két mérési platform készült, az egyiket egy traktorra szerelt digitális kamera látja el információkkal, míg a másik egy drónról kapja az adatokat. A felvételekből új algoritmusokkal lényeges vegetációs paramétereket nyernek ki, melyeket további információkkal (időjárási adatok, táblajellemzők stb.) kombinálnak. A végcél, hogy az adatok vizualizációjával az információ felhasználóbarát módon kerüljön a gazdákhoz.

Petefürkészek a molyok ellen – drónok támogatásával

Üzemi kísérletek biztató eredménnyel

A németországi Hessen tartományban üzemi körülmények között vizsgálták annak a lehetőségét, hogy hogyan lehet drónokkal és fürkészekkel eredményesen fellépni a kukoricamoly (Wikipédia Link) ellen. A HNA ismertetője szerint a teszt összesen 140 hektárnyi kukoricán zajlott.
Az petefürkészek bevetése a molyok ellen alapvetően nem új dolog, mint az a Biokontroll Hungária oldalán lévő leírásból is kiderül. Ami új, az a kijuttatás módja: Egy drón segítségével olyan golyókat (kapszulákat) szórnak a kukoricatáblára, mely Trichogramma fürkészdarazsak petéit tartalmazza. A megfelelő időben és helyen kijuttatott parazitákkal a kukoricamoly létszáma akár 85%-kal is csökkenthető.

Probléma a költség

A módszer elterjedésének nem az eredményesség a gátja, hanem a kijuttatás jelenleg még magas költsége. A kísérletben használt hexacopter drónok hektárköltsége 60-80 EUR között mozgott és ehhez még természetesen hozzájön a fürkészdarazsak petéinek költsége is. Vélhetően a drónok teljesítményének növekedése és az áruk csökkenése néhány éven belül versenyképessé teheti ezt a technológiát, hiszen a kijuttatás a GPS vezérelte eszközökkel sokkal pontosabban végezhető, mint a hagyományos módon.

A Sony is beszállt a mezőgazdasági drónok fejlesztésébe

Aerosense

A ZMP robotgyártóval közös céget hoz létre hamarosan a Sony, mely az Aerosense nevet viseli. Az új vállalat többek között olyan drónok kifejlesztésén fog dolgozni, melyek felhasználási területe a mezőgazdasághoz is kapcsolódik. Fontos ismérve ennek a szárnyakkal ellátott drónnak, hogy függőlegesen is fel tud szállni. Az augusztusban létrejövő Aerosense 2016-tól tervezi az eszközök forgalmazását.

Felmérés és ellenőrzés

A drónok feladata elsősorban területek feltérképezése, felmérése valamint nagyobb ipari létesítmények ellenőrzése lesz, mint arról a heise.de tudósít. A drónok akár egy környező hegyről is fel tudnak szállni és részletes fényképfelvételeket készíteni a közelben épülő nagyobb létesítményekről. A gyártó külön említi a vihar- és jégkárok felmérését a növénytermesztésben.

Cloud szerver az adatoknak

A rögzített képek tárolása és feldolgozása a felhő alapú számítástechnika (Wikipédia Link) használatával történik. További információk a repülési tulajdonságokról és az adatfeldolgozásról ősz elejére várhatók az Aerosense tájékoztatása szerint.

A Smart Farming átalakítja a gazdaság vezetését is

mage courtesy of KROMKRATHOG at FreeDigitalPhotos.net

Munkaszervezés régen és ma

A GPS jelekkel irányított munkagép, az SMS-t küldő tehén, a táblán lévő biomassza mennyiségét meghatározó műhold, vagy a növényállományt fényképező drón és még hosszasan folytathatnánk a technikai eszközök felsorolását, nemcsak új lehetőségeket nyit a munkavégzésben, hanem alapvetően módosítja a munkaszervezést is. A számítógép, a táblagép, és az okostelefon használata már évek óta szerves része a gazdálkodók mindennapjainak. Reggel az időjárásadatokat és -előrejelzéseket megnézni, az e-mail fiókot ellenőrizni, az aktuális gabonapiaci híreket áttekinteni, olyan tevékenységek, melyek a napi rutin részei. Már a mobiltelefonok elterjedése is nagymértékben átalakította a munkaszervezést, hiszen míg korábban a reggeli munkakezdéskor az egész napi feladatot úgy kellett kiosztani, hogy annak módosítása adott esetben jelentős erőfeszítést igényel, addig ma egy telefonhívással újra lehet osztani a munkát, ha a megváltozott helyzet ezt úgy kívánja. Így a technika támogatásával a gondos tervezés és az ad-hoc döntés jól kiegészítheti egymást.

Az adatdömping és a munkaszervezés

A precíziós gazdálkodás nemcsak adatokon alapul, hanem komoly mennyiségű új adatot is generál, melynek összegyűjtése, feldolgozása és kiértékelése a Smart Farming központi eleme. Ezek az adatok felhasználhatók a termelés optimalizálásához pl. applikációs térképek létrehozásával, de ennek a nagy mennyiségű adatnak a kezelése (Big Data) a gazdálkodót teljesen új lehetőségek elé is állítja. Az adatok folyamatos követésével az egész termelési folyamat és annak pillanatnyi állapota pontosan ellenőrizhető. Ezáltal a munkaműveletek és a kijuttatott anyagok térben és időben optimális pontban kerülhetnek alkalmazásra.

A digitalizáció következő lépései

A termelés során keletkező, illetve a termelési folyamatokkal összefüggő, és azokat befolyásoló adatok gyűjtése, feldolgozása eddig is döntően számítógépen történt. A piac és a különböző jogszabályok által megkívánt dokumentációs követelményeknek (Gazdálkodási Napló, Permetezési napló, Nitrátjelentés stb,) sokkal könnyebb megfelelni akkor, ha nem csupán egy tetszőleges számítógépes programmal dolgozunk, hanem eleve olyan szoftvert választunk, mely a bordcomputerek adatait közvetlenül használni tudja, így nincs szükség ezeknek az adatoknak az ismételt kézi rögzítésére. Egy permetezés, vagy műtrágya kijuttatás így az összes releváns információval együtt egyenesen a táblatörzskönyvbe kerül, ahonnan gombnyomásra elkészíthetők a megkövetelt dokumentációk. A fejlesztés következő állomása az, hogy a termelés és a tárolás során használt szenzorok önállóan, a dolgok internete (IoT) technológiát használva folyamatosan szállítják szoftverünkbe az adataikat, ezzel is segítve a termelés és tárolás szabályozását és ellenőrzését. A digitalizáció kiteljesedésével pedig mind több eszköz és szenzor kapcsolódik egymáshoz és a központi szoftverhez, ahonnan végső soron az egész termelést irányíthatjuk és dokumentálhatjuk.

Big Data a mezőgazdaságban

 

Nemesítés és informatika

A mezőgazdaság alapvető feladata az emberiség élelmiszerrel való ellátása. A Föld népességének várható további gyarapodása és a meglévő erőforrások ésszerű felhasználása, azaz a fenntartható gazdálkodás, két olyan sarkalatos pont, mely a közeljövő mezőgazdaságát alapvetően meghatározza. Nem elég mennyiségileg többet termelni, hanem ezt a növekedést a mainál sokkal hatékonyabb input-anyagfelhasználással kell elérni. Ebben a genetika mellet, mely mind a növénytermesztésben, mind az állattenyésztésben a termelésnövekedés egyik fő motorja, a termelés digitalizációja, azaz az információk összegyűjtése, feldolgozása és okszerű felhasználása, tehát a Smart Farming a másik főszereplő.

A precíziós gazdálkodás az első lépés

A precíziós gazdálkodás (Wikipédia Link) a Smart Farming alapvető eleme, enélkül a fokozat nélkül egyszerűen nem lehet továbblépni. A precíziós gazdálkodás egyik legnagyobb előnye, hogy a kijuttatott anyagok mennyiségét és térbeli elhelyezkedését sokkal pontosabban lehet szabályozni, mint a hagyományos módon. Kissé sarkítva akár úgy is fogalmazhatunk, hogy a zsák helyett evőkanállal, a kanna helyett pedig pipettával adagoljuk, akkor és oda a vetőmagot, műtrágyát, növényvédő szert, amikor a munkaművelet optimális időpontja elérkezett. A szigorú értelemben vett precíziós gazdálkodás a kijuttatási (applikációs) térképek használatát is magában foglalja. Az applikációs térképek készítéséhez azonban helyspecifikus információkra van szükség, enélkül a precíziós kijuttatásnak nincs értelme.

Információ minden mennyiségben

A Smart Farming és a Big Data (Wikipédia Link) kéz a kézben jár. Vegyünk egy egyszerű példát, mely már ma is bárki számára megvalósítható, ha rendelkezik a (kereskedelmi forgalomban kapható) technikai háttérrel. Példánkban az osztott nitrogénműtrágyázás egy olyan esetét nézzük meg, ahol a szenzortechnika, a távérzékelés és az applikációs térkép egy egységet képez és az eredőjük határozza meg a kijuttatandó anyag mennyiségét a tábla adott pontján. Erről már egy korábbi posztban részletesen írtunk (A távérzékelés és a szenzortechnika kombinációja). A kijuttatást megalapozó, a termőterületre jellemző helyspecifikus adatok sok forrásból származhatnak, az azonban közös bennük, hogy jelentős mennyiségű adatot tartalmaznak, ill. jelentős mennyiségű adat feldolgozásával jönnek létre. Ezek az adatok éppúgy lehetnek valós idejűek, mint történelmi adatok, azaz olyan információk, melyek egy korábbi időpontban keletkeztek. Költséghatékonyság szempontjából az egyik legjobb megoldás a távérzékelési adatok használata. Ezek egy része, mint például a Talking Fields térképek alapjául szolgáló műholdfelvételek eleve rendelkezésre állnak, elkészíttetésük a felhasználó számára nem jelent sem külön költséget, sem személyes közreműködést és természetesen a táblákon sem történik semmilyen fizikai behatás, hiszen az adatgyűjtéshez nem kell a táblára rámenni. Természetesen adatok származhatnak rengeteg más forrásból, lehet drónokkal dolgozni, hozamtérképeket, talajgenetikai térképeket, talajvizsgálati eredményeket stb. felhasználni.

Központi elem a szoftver

Az összegyűjtött adatokat tárolni, feldolgozni, kiértékelni és felhasználni csak megfelelő szoftver segítségével lehet. Természetesen a Smart Farming és a Big Data a programokkal szemben további követelményeket támaszt. A nagy mennyiségű adat kezeléséhez mindenképpen egy olyan robusztus adatbank (adatbázis kezelő) szükséges, mely képes megbirkózni ezzel az adattömeggel. A következő lényeges szempont az adatok importálása és exportálása, hiszen a nyersadatoknak be kell kerülniük a rendszerbe és a feldolgozás után pl. applikációs térképek, bordcomputer feladatok formájában el kell hagyniuk azt. További nagyon fontos elem a kiértékelési lehetőség széles köre, hiszen az adatokat nem öncélúan gyűjtjük, hanem azért, hogy belőlük megfelelő következtetéseket levonva, döntéseket (pl. az applikációs térkép tartalma) hozhassunk.Ezért érdemes már ma olyan szoftver keresni, mely a precíziós gazdálkodást is támogatja és a Smart Farming irányába mutat.

NASA: Drónok vezérlése a mobilhálózat használatával

Mobilhálózat és a drónok

A NASA (Wikipédia link) és a szintén amerikai Verizon (Wikipédia Link) mobilszolgáltató közösen azt kutatja, hogy miként lehet a mobilhálózat segítségével a drónokat irányítani és felügyelni. A kisebb méretű és alacsonyan repülő drónok irányításhoz a szinte teljes lefedettséggel kiépített mobilhálózatok kiváló alapot biztosíthatnak. A Guardian információi szerint az 500.000 US-Dollar költségvetéssel rendelkező projekt célja az, hogy kidolgozza a drónok irányításának rendszerét a mobilhálózat használatával.

Légügyi szabályozás

Az amerikai légügyi hatóság az FAA (Wikipédia Link) javaslata szerint a 25 kilogrammnál könnyebb drónok maximun 160 km/óra sebességgel és 150 méter magasan repülhetnének, valamint a repülés teljes ideje alatt a pilóta látótávolságában kell maradniuk. A projekt egyik célja a mobilhálózat cellái segítségével eljuttatni az irányítási parancsokat a drónnak. A végső cél a teljes távvezérlés a mobil hálózaton keresztül, beleértve a repülés követését és dokumentálását is.

Amazone és Google is fejleszt

A drónok gyors elterjedésére számítva a NASA további fejlesztési segítséget vár olyan nagy cégektől, mint az Amazone és a Google. A Verizon projekt az elvárások szerint már 2017-ben eredményeket hozhat. A kész rendszer tervezett időpontja pedig 2019.

Üzemanyagcellás drón akár 4 óra repülési idővel

A drónok használhatóságának egyik legnagyobb korlátja a rövid üzemidő. A legtöbb eszköz kevesebb mint 30 percet tud a levegőben tölteni, majd az akkumulátor hosszadalmas újratöltése következik. A szingapúri Horizon Unmanned Systems cég egy olyan üzemanyagcellával (Wikipédia Link) működő drónt fejleszt, mely akár 4 órát is képes a levegőben tölteni. A jármű a repüléshez szükséges elektromos áramot hidrogénből nyeri, üzemanyagcella segítségével.
A Hycopter névre keresztelt drón 120 gramm hidrogént tárol a vázszerkezetében 350 bar nyomáson. Ennek eredményeképp nincs szüksége külön üzemanyagtartályra. A Hycopter jelenleg még csak egy prototípus, a sorozatgyártás kezdete és a vételár még nem ismert.
Amennyiben egy jelentősen megnövelt repülési idő a mezőgazdasági használathoz nélkülözhetetlen kiegészítőkkel (kamera, szenzorok stb.) is realizálható, úgy a növénytermesztésben nagy előrelépést jelentene a mostani drónokkal szemben.