Vai trò mạnh mẽ của máy bay không người lái trong nông nghiệp
Trong khi nhằm mục đích sản xuất đủ lương thực và duy trì bền vững, nông nghiệp đang phải đối mặt với những thay đổi đáng kể. Trong kỷ nguyên nông nghiệp mới, nông dân có thể sử dụng các thiết bị cảm biến công nghệ cao khác nhau dựa trên GPS, ứng dụng tỷ lệ thay đổi, hệ thống lái và viễn thám, cũng như phần mềm quản lý trang trại. Việc giới thiệu và sử dụng các công nghệ trang trại hiện đại và chính xác mang lại những thay đổi mang tính cách mạng trong canh tác. Nói cách khác, công nghệ trang trại hiện đại cách mạng hóa phương thức làm việc của nông dân.
Bằng cách sử dụng công nghệ chính xác, nông dân có thể tối ưu hóa cả năng suất và lợi nhuận của trang trại dựa trên thông tin đồng ruộng theo thời gian thực, do đó bảo vệ môi trường, đây có thể là một bước ngoặt dẫn đến thành công.
“Máy bay không người lái có thể giám sát bất kỳ loại cây trồng nào trong mùa sinh trưởng của nó, ở bất kỳ khu vực nào.”
Máy bay không người lái là gì?
Máy bay không người lái (UAV), thường được đặt tên là máy bay không người lái, là các nền tảng trên không nhỏ có trọng lượng lên tới 20 kg (50 lbs). Do kích thước của chúng, cơ thể con người (chưa) chưa thể đưa chúng lên được. Máy bay không người lái có thể được vận hành theo hai cách; trực tiếp, trong đó con người có toàn quyền điều khiển phương tiện bằng điều khiển từ xa không dây; và tự động, trong đó phương tiện có thể tự điều khiển và đi theo lộ trình dựa trên dữ liệu từ GPS hoặc các cảm biến khác.
Có nhiều loại máy bay không người lái khác nhau và có thể được phân loại thành các nhóm sau:
- Cánh cố định; xe rất đơn giản để kiểm soát. Nó có một số dạng cánh không thể di chuyển và chân vịt giúp di chuyển về phía trước. Do cấu tạo của nó, nó phải luôn chuyển động so với không khí xung quanh nó để ở trên cao. Do đó, hoạt động của nó có thể bị ảnh hưởng rất nhiều bởi gió. Một yếu tố hạn chế khác là máy bay không người lái lớn hơn yêu cầu một số loại khu vực đường băng có thể được sử dụng để triển khai và thu hồi, trong khi những chiếc nhỏ hơn có thể được phóng và thu hồi bằng tay bằng cách hạ cánh trên bề mặt mềm.
- Cánh quay; loại máy bay không người lái phổ biến nhất. Nó trông giống như một chiếc trực thăng nhỏ vì nó có nhiều cánh quạt (thường là 4-8). Do hệ thống quay của nó, máy bay không người lái có khả năng bay lơ lửng và có thể được triển khai và thu hồi theo chiều dọc. Phương tiện cánh quay có một số ưu điểm so với các loại khác. Nó nhỏ và dễ vận chuyển và ít bị hư hỏng cơ học. Tuy nhiên, nhược điểm chính của nó là hạn chế về lượng hàng hóa mà nó có thể mang theo, cũng như thời lượng pin của nó, giới hạn chỉ cho phép chuyến bay kéo dài 15 phút hoặc ít hơn.
- Phương tiện kết nối là một máy bay không người lái phổ biến được buộc vào một sợi dây để loại bỏ sự cần thiết của bộ điều khiển từ xa. Do đó, chuyển động của máy bay không người lái bị giới hạn theo dây buộc. Hơn nữa, máy bay không người lái có dây buộc có nhiều biến thể khác nhau. Chúng có thể bao gồm từ máy bay không người lái tiêu chuẩn di chuyển theo dây buộc đến máy bay không người lái được buộc bằng dây vi sợi với hệ thống điện được lắp đặt cho chuyến bay không giới hạn.
- Các phương tiện nhẹ hơn không khí (LTA) bao gồm khí cầu và các phương tiện thủ công chứa khí heli điển hình khác được buộc vào một số loại dây. Nhược điểm chính của chúng là khó vận chuyển vì kích thước của chúng và thực tế là chúng không thể chịu được tốc độ gió vừa phải. Do đó, máy bay không người lái LTA được sử dụng ít hơn trong nông nghiệp.
Cắt dữ liệu được gửi từ trên không bằng phương tiện bay không người lái (UAV)
Máy bay không người lái là phương tiện bay nhỏ và nhẹ, có thể bay ở độ cao cực cao và mang theo nhiều hệ thống định vị hoặc thiết bị ghi âm khác nhau như máy ảnh RGB, máy ảnh hồng ngoại và các cảm biến khác. Do khả năng triển khai các cảm biến khác nhau và chụp ảnh có độ phân giải cao và chi phí thấp về điều kiện cây trồng, máy bay không người lái rất hữu ích trong nông nghiệp.
Ban đầu được sử dụng để phun hóa chất, ngày nay máy bay không người lái là một công cụ tuyệt vời để chụp ảnh trên không với máy ảnh và cảm biến gắn trên nền tảng. Hình ảnh có thể bao gồm từ những bức ảnh ánh sáng nhìn thấy đơn giản đến hình ảnh đa quang phổ có thể được sử dụng để đánh giá các khía cạnh khác nhau về sức khỏe thực vật, cỏ dại và tài sản.
Máy bay không người lái thu thập dữ liệu thô và dịch nó bằng thuật toán thành thông tin hữu ích. Do đó, chúng có thể được sử dụng cho các ứng dụng khác nhau trong nông nghiệp, chẳng hạn như giám sát các thông số sau:
- Sức khỏe cây trồng; thiệt hại do sâu bệnh, thay đổi màu sắc do nhiễm sâu bệnh
- Chỉ số thực vật; diện tích lá, phát hiện bất thường, hiệu quả điều trị, hiện tượng học, năng suất
- Chiều cao cây; chiều cao và mật độ cây
- Khảo sát thực vật; kích thước cây trồng, thống kê lô đất, số lô, lô đất bị xâm phạm, người trồng bỏ qua
- Nhu cầu nước; các phần bị thiếu nước của cánh đồng/vườn cây cần được tưới nước
- Phân tích đất; khả năng cung cấp chất dinh dưỡng cho quản lý dinh dưỡng thực vật
Tóm lại, máy bay không người lái giúp nông dân tối ưu hóa việc sử dụng các yếu tố đầu vào như hạt giống, phân bón, nước và thuốc trừ sâu hiệu quả hơn. Điều này cho phép bảo vệ kịp thời cây trồng khỏi sâu bệnh, tiết kiệm thời gian tìm kiếm cây trồng, giảm chi phí tổng thể trong sản xuất nông nghiệp và đảm bảo cây trồng có năng suất và chất lượng cao.
“Máy bay không người lái giúp nông dân tối ưu hóa việc sử dụng các yếu tố đầu vào như hạt giống, phân bón, nước và thuốc trừ sâu hiệu quả hơn.”
Từ dữ liệu thô đến thông tin hữu ích
Bay trên cánh đồng, máy bay không người lái chụp ảnh có độ phân giải cao bằng máy ảnh hoặc cảm biến. Dựa trên một thông số đo được, những hình ảnh này được chụp ở các dải khác nhau từ phổ nhìn thấy được (màu), cận hồng ngoại đến phổ hồng ngoại. Các hình ảnh được thu thập là dữ liệu thô cần giải thích thêm. Ngay sau khi chụp ảnh, hình ảnh được gửi trực tiếp đến đám mây/phần mềm nơi các bản đồ quy định khác nhau được tạo tùy thuộc vào thao tác mà nông dân muốn thực hiện trên đồng ruộng. Sau đó, các bản đồ có thể được tải lên thiết bị nông nghiệp cụ thể, thiết bị này sẽ điều chỉnh số lượng đầu vào (hạt giống, phân bón, thuốc trừ sâu) cần được áp dụng cho đồng ruộng cho phù hợp.
“Máy bay không người lái ghi lại hình ảnh về điều kiện cây trồng và tạo bản đồ Chỉ số thực vật khác biệt được chuẩn hóa (NDVI)”.
Trong kỷ nguyên canh tác chính xác, máy bay không người lái đang đóng vai trò là một công nghệ thiết yếu sẽ đưa ngành nông nghiệp lên một tầm cao mới. Chúng là một cách hiệu quả về chi phí để thu thập dữ liệu về các điều kiện cây trồng khác nhau trong một khoảng thời gian tương đối ngắn. Máy bay không người lái cũng đã cho thấy tiềm năng to lớn trong khả năng cung cấp canh tác bền vững, cải thiện năng suất và tăng lợi nhuận tổng thể của trang trại.
Công nghệ trong nông nghiệp không ngừng phát triển. Thu thập dữ liệu tham chiếu địa lý chính xác và đáng tin cậy dựa trên tọa độ GPS và hệ thống lái tự động, cùng với việc sử dụng viễn thám (máy bay không người lái), là một phần thiết yếu của canh tác chính xác có thể tối ưu hóa cả năng suất và lợi nhuận của trang trại.
Mặc dù có một số rủi ro và hạn chế, canh tác chính xác và công nghệ liên quan có tiềm năng lớn trong việc giải quyết những thách thức của nền sản xuất trang trại hiện đại, đồng thời bảo vệ tài nguyên thiên nhiên.
