Dronespeidere er klar til å gjøre presisjonslandbruket enda mer nøyaktig ettersom droneteknologien utvikler seg.
Droner har allerede kommet til gårder, ifølge Federal Aviation Administration. Sytten prosent av alle kommersielle registrerte droner i 2017 ble brukt til landbruk, noe som gjør det til den tredje høyeste bruken for maskinene bak eiendoms-/flyfotografering, med 48 prosent, og industriell inspeksjon, med 28 prosent.
Spesialitetslandbruk er en del av markedet for presisjonslandbruk for droner. Luftfartsfirmaer som det franskbaserte selskapet Delair-Tech og den amerikanske forsvarsdroneentreprenøren AeroVironment markedsfører sine integrerte sensorlandbruksdroner til spesialavlingsprodusenter, og Nordvestlandet er et målmarked.
Seattle-baserte MicaSense, som selger en multispektral dronesensor kalt RedEdge-M, har deltatt på dyrkermøter som frukttredyrkernes samling som fant sted i Kennewick, Washington. På det møtet diskuterte MicaSense-sjef Gabriel Torres analyser av avlingsmengdestyring som selskapet jobber med.
"Vi jobber kontinuerlig med bønder og industriledere for å utforske hvordan bilder kan påvirke en bestemt ledelsespraksis eller hjelpe til med å løse noe av subjektiviteten rundt en beslutningstaking," sa MicaSense-direktør for Enterprise Solutions Manal Elarab. "Vi er forpliktet til å kontinuerlig utforske nye måter å bruke bildeanalyse på i daglige gårdsbeslutninger."
Også akademikere studerer dronebruk for spesialavlinger. Vegetable Growers News skrev i februar 2018 om et partnerskap mellom Rochester Institute of Technology og Cornell University for å utvikle et droneprogram for å identifisere snapbønnes mottakelighet for hvit mugg. Ved Penn State University jobber to forskere – en ingeniør og en hagebruker – med et droneprogram for å bestemme individuelle blomsterdekning og avlingsmengde i trefrukter.
Fra soldater til soyabønner
Utviklende droneteknologier krysser fra en sektor til en annen. AeroVironments ag-drone Quantix sin tidligste forgjenger var en militær drone ved navn Pointer som US Army and Marine Corps brukte for 30 år siden. Selskapet ble en stor leverandør av det amerikanske forsvarsdepartementet etter 9/11 og under Gulf-krigen og har til dags dato fem programmer med DOD.
Selv om Quantix er ment for å kartlegge planter i stedet for fiendtlige, kom det vertikale start- og landingskonseptet fra et militært program. Dronen med faste vinger lanseres fra en vertikal posisjon, som romfergen, men flater ut som et fly for lange sveip av beskjæringsbilder.
"Det er virkelig det beste fra begge verdener," sa Mark Dufau, direktør for kommersiell salg i AeroVironment.
Teknologien fortsetter å utvikle seg og bedrifter finner nye funksjoner som fungerer best for presisjonslandbruk. En av de grunnleggende fjernmålingsteknologiene, Normalized Difference Vegetation Index (NDVI), kom fra satellittprogrammer på 1960- og 1970-tallet, sa John Sulik, spesialist på MicaSense Remote Sensing Applications.
"Det er mye du kan gjøre," sa Sulik. "Det er bare mange av de eldre fjernmålingsteknikkene som ikke er relevante for disse avlingene med høyere verdi. De forteller deg ikke så mye av en historie som du trenger å vite.»
MicaSenses RedEdge-M har fem kameraer som måler rød, grønn, blå, nær-infrarød og rød kant.
"Multispektrale bilder har vist seg å være et veldig innsiktsfullt verktøy når det gjelder å speide feltet ditt for stress," sa Elarab. "Indekser bygget fra det multispektrale bildet hjelper deg med å forstå variasjonen innen ditt felt og veileder deg dermed til plasseringene av stress slik at du samler inn representative prøver som kan begrense stressårsaken."
Noen få forskjellige multispektrale dronesensorer er på markedet for dyrkere. Minneapolis-baserte Sentera kunngjorde 28. mars at de selger sin AGX710 kardansensor for plug-and-play-bruk med DJI-merket Matrice 200 Series industrielle droner. Sentera-sjef Eric Taipale sa at kampen gjør det "utrolig enkelt for våre kunder å samle handlingsrettede data fra felten."
"Kundene våre produserer dusinvis av forskjellige indeksprodukter og bruker automatiserte analyseverktøy på tvers av så mange forskjellige applikasjoner innen landbruk, skogbruk og miljøvern," sa han. Senteras sensor er pakket med et års tilgang til en programvareanalyseplattform kalt FieldAgent som leverer avlingsspeiderinnsikt for å hjelpe med å oppdage sykdommer, skadedyr og annet press, identifisere mangler og vurdere ernæringsstatus.»
Droner reiser også lengre avstander. I Frankrike er Delairs DT18 ag-drone godkjent for å fly utenfor visuell synslinje, eller BVLOS-operasjon (US FFA krever dispensasjon for BVLOS-flyging). DT18 kan styres av et 3G trådløst telefonnettverk og kan dermed flys milevis uten kontrolltårn.
"På en flytur kan du dekke mer enn 2,500 dekar når regelverket tillater deg å fly høyt," sa Lenaic Grignard, produktsjef for landbruk og skogbruk. "Vi synkroniserer systemet vårt slik at produktiviteten i avlingsvurderingen er veldig høy."
Bred nok til å se
Droner er dyre og er mest nyttige for speiding av vanskelig tilgjengelige områder. Så hvor stor må en gård være for å forsvare utgiften?
Uavhengig kom både Delairs Grignard og AeroVironments Dufau opp med samme ballpark-figur: 1,000 dekar.
"I USA, når du begynner å ha mer enn 1,000 dekar, begynner det å være interessant," sa Grignard. Dufau sa at ved terskelen på tusen hektar, "begynner dyrkere gjennom Midtvesten virkelig å se nytten i systemet."
Men begge var raske til å legge til at spesialavlinger på mange måter er mye annerledes enn radvekster og viser høyere avkastning på investeringen.
"Det kommer virkelig ned til inntekt per dekar," sa Dufau. «Når du blir involvert i sammenligninger mellom radavlinger i Midtvesten og spesialavlinger, endrer disse tallene seg betydelig på grunn av mengden innsats og inntekter som står på spill med en spesialavling kontra mais og bønner. Dette tallet er betydelig mindre når du kommer inn i spesialavlingene.»
Et eksempel, sa han, er vindruedyrkere som er kjent for å distribuere droner for en siste, rask sjekk av en vingård så liten som fem dekar.
"Det er ikke nødvendigvis 'Hva finner du?'" sa Dufau. «Det er det du ikke finner som gir deg den grad av sikkerhet for at du gjør det du kan for å administrere det. … (Ikke) bare kan de oppdage problemer der ute, men de kan også sove bedre om natten vel vitende om at det ikke er noen problemer.»
Den høyere avlingsverdien er en grunn til at droneselskaper tror at spesialavlingsdyrkere er mer sannsynlig å kjøpe seg inn i teknologien.
"Adopsjonshastigheten er langsom i radavlinger, og en av grunnene til dette er at når du ser på prisen på mais, har du ikke investeringskapasiteten til å gå til denne typen teknologi," sa Grignard.
Elarab, fra MicaSense, sa at spesialitetsdyrkere virker raskere å tilpasse seg teknologien.
"Høyverdi avlinger har vært tidlige tilpasninger av teknologien, som vingårder og frukttrær og slikt," sa hun. «Det er også stor interesse for andre avlinger som kaffe og grønnsaker.
"Mange mennesker er interessert i presisjonsjordbruk, og det er ulike adopsjonshastigheter innenfor visse avlinger. Markedet øker hvert år. Det er mange mennesker som blir mer begeistret for å inkorporere bilder i ledelsesbeslutningene sine, så det er definitivt mye vekst som skjer."
Fra data til beslutning
Det er viktig å gjøre dronedata og bilder relevante for produsentenes ledelsesbeslutninger.
"Sensorer lager data," sa MicaSense's Sulik. «Det oppdretterne trenger er informasjon. Så det bransjen trenger er en rettidig måte å redusere dataene til handlingsvennlig informasjon som er relevant. Det er det som må jevnes ut. Og det jobber vi med.»
Grignard, fra Delair, kaller oppgaven en "flaskehals".
"Ideen med hele løsningen er å fjerne noe av flaskehalsen med dataene i de forskjellige trinnene i arbeidsflyten, fra innhenting til databehandling - det er ikke byrden for avlingskonsulenten eller dyrkeren."
Et av analyseverktøyene lager et kart som dyrkere kan referere til.
"Vi vurderer plantehelsen og plantens behov for næringsstoffer og lager deretter et kart," sa hun. "Dette kartet kan verdsettes for resept, for eksempel et nitrogenkart." Delairs DT18Ag har også evnen til å telle planter eller identifisere hull i plantingene.
Men Grignard la til at algoritmer ikke er én størrelse som passer alle, og resultatene vil variere mellom avlinger. Med jordbærplanter, for eksempel, fungerer plantetellingsalgoritmen bra i tidlige stadier, men senere svikter algoritmen når plantene vokser og baldakiner begynner å låse seg.
AeroVironment jobber med en plantetellingsalgoritme for trefruktavlinger, som Dufau sa i mars var omtrent to til tre måneder unna å være tilgjengelig som et tillegg til det nåværende systemet.
Applikatorer med variabel hastighet er en annen teknologi som utvikler seg raskt i presisjonslandbruk. En mulig bruk for dronedata, sa Dufau, er å gjøre dataene overførbare fra dronen til en applikator med variabel hastighet av gjødsel, plantevernmidler og/eller soppdrepende midler. Dronedata om individuelle planter koblet til en applikator med variabel hastighet, noe som betyr at individuelle planter bare får de kjemikaliene de trenger.
Men uansett hvor ny teknologi fører, sa Dufau at dronebygde kart bare kommer til å bli mer presise i fremtiden.
"Du går blad-til-blad, gren til gren, og til slutt evaluerer plantehelsen der ute," sa han. "Denne typene presisjonskart kommer bare til å bli bedre på lang sikt. Og jeg ser at denne typen teknologi bare driver noen av områdene, spesielt i spesialavlinger som egentlig ikke har blitt implementert.»
- Stephen Kloosterman, VGN-assistentredaktør
Toppbilde: AeroVironment Quantix med fast vinger har en vertikal start- og landingsfunksjon som ligner på en svevedrone.