استفاده از هواپیماهای بدون سرنشین تقریباً در هر بخش از اقتصاد به خصوص در صنعت کشاورزی در حال رونق است. بر اساس برخی گزارش‌ها، انتظار می‌رود بازار پهپادهای کشاورزی از صنعت 1/2 میلیارد دلاری (USD) در سال 2019 به 4/8 میلیارد دلار در سال 2024 افزایش یابد. اطلاعات جمع‌آوری‌شده توسط هواپیماهای بدون سرنشین در مزارع اغلب برای اطلاع‌رسانی بهتر تصمیم‌گیری‌های زراعی استفاده می‌شود و بخشی از سیستمی است که عموماً به آن «کشاورزی دقیق» می‌گویند. در بسیاری از مناطق، استفاده از هواپیماهای بدون سرنشین به بخش مهمی از عملیات کشاورزی دقیق در مقیاس بزرگ تبدیل شده است. داده‌های جمع‌آوری‌شده از مزارع ضبط هواپیماهای بدون سرنشین به کشاورزان کمک می‌کند تا کاشت و تیمارهای خود را برای دستیابی به بهترین عملکرد ممکن برنامه‌ریزی کنند. برخی گزارش‌ها نشان می‌دهند که استفاده از سیستم‌های کشاورزی دقیق می‌تواند عملکرد را تا 5 درصد افزایش دهد که افزایش قابل توجهی در صنعتی با حاشیه سود معمولاً کم است. کشاورزان با یک پهپاد کشاورزی، تجزیه و تحلیل عمیق داده ها و برنامه ریزی ماموریت و همچنین ابزارهای جدیدی را دریافت می کنند که قادر به انجام کارهای فیزیکی هستند. چه یک کشاورز مستقل باشید و چه رهبر یک سازمان بزرگتر، فناوری هواپیماهای بدون سرنشین می تواند به شما کمک کند تا محصولات بیشتری را با منابع کمتر تولید کنید. در این مقاله نگاهی خواهیم داشت به برخی از مناطقی که در آن فناوری‌های پهپادها در مزارع مورد استفاده قرار می‌گیرند، برخی از فناوری‌های جدید پهپادهای کشاورزی نیز بررسی شده است، و برخی از مراحل و چالش‌های اتخاذ استفاده گسترده از پهپادها در کشاورزی را بررسی خواهیم نمود.
 

نظارت بر سلامت گیاهان

یکی از کاربردهای تصویربرداری هواپیماهای بدون سرنشین که قبلاً با موفقیت بزرگی منتشر شده است، نظارت بر سلامت گیاهان است. پهپادهای مجهز به تجهیزات تصویربرداری ویژه به نام شاخص گیاهی تفاوت عادی (NDVI) از اطلاعات رنگی دقیق برای نشان دادن سلامت گیاه استفاده می کنند. این به کشاورزان اجازه می دهد تا محصولات را در حین رشد زیر نظر داشته باشند تا بتوان با هر گونه مشکلی به سرعت برای نجات گیاهان برخورد کرد. این تصویر به سادگی نحوه عملکرد NDVI را نشان می دهد. پهپادهایی که از دوربین‌های معمولی استفاده می‌کنند نیز برای نظارت بر سلامت محصول استفاده می‌شوند. بسیاری از کشاورزان در حال حاضر از تصاویر ماهواره‌ای برای نظارت بر رشد، تراکم و رنگ‌بندی محصول استفاده می‌کنند، اما دسترسی به داده‌های ماهواره‌ای پرهزینه است و در بسیاری از موارد به اندازه تصویربرداری دقیق‌تر از پهپاد موثر نیست. از آنجایی که هواپیماهای بدون سرنشین نزدیک به مزارع پرواز می کنند، پوشش ابر و شرایط بد نور نسبت به هنگام استفاده از تصویربرداری ماهواره ای اهمیت کمتری دارد. تصویربرداری ماهواره ای ممکن است دقت متر را ارائه دهد، اما تصویربرداری هواپیمای بدون سرنشین قادر است مکان تصویر دقیقی را تا میلی متر ایجاد کند. این بدان معنی است که پس از کاشت، می توان مناطق دارای شکاف پایه را در صورت نیاز لکه بینی و مجدداً کاشت و مشکلات بیماری یا آفات را می توان بلافاصله شناسایی و درمان کرد.

نظارت بر شرایط مزرعه

نظارت صحرایی هواپیماهای بدون سرنشین نیز برای نظارت بر سلامت خاک و شرایط مزرعه مورد استفاده قرار می گیرد. هواپیماهای بدون سرنشین می‌توانند نقشه‌برداری دقیق از زمین از جمله اطلاعات ارتفاع ارائه کنند که به کشاورزان اجازه می‌دهد هر گونه بی‌نظمی را در مزرعه پیدا کنند. داشتن اطلاعات در مورد ارتفاع مزرعه در تعیین الگوهای زهکشی و نقاط مرطوب/خشک که امکان استفاده از تکنیک های آبیاری کارآمدتر را فراهم می کند مفید است. برخی از فروشندگان و ارائه دهندگان خدمات پهپادهای کشاورزی نیز نظارت بر سطح نیتروژن در خاک را با استفاده از حسگرهای پیشرفته ارائه می دهند. این امکان استفاده دقیق از کودها، از بین بردن لکه های ضعیف رشد و بهبود سلامت خاک را برای سال های آینده فراهم می نماید.
 

 

کاشت بذر

یکی از کاربردهای جدیدتر و کمتر گسترده تر پهپادها در کشاورزی، کاشت بذر است. کاشت پهپادهای خودکار در حال حاضر بیشتر در صنایع جنگلداری استفاده می شود، اما پتانسیل استفاده گسترده تر در آینده را دارد. کاشت با هواپیماهای بدون سرنشین به این معنی است که می توان مناطق بسیار سخت را بدون به خطر انداختن کارگران دوباره کاشت. آن ها همچنین می توانند با تیمی متشکل از دو اپراتور و ده هواپیمای بدون سرنشین که قادر به کاشت 400000 درخت در روز هستند، بسیار کارآمدتر کاشت کنند.
 
 

استفاده برای سمپاشی مزارع

استفاده از پهپاد برای استفاده از اسپری درمانی (سمپاشی) در حال حاضر در آسیای جنوب شرقی گسترده شده است و کره جنوبی تقریباً 30 درصد از سمپاشی کشاورزی خود را از پهپادها استفاده می کند. سمپاش‌های پهپاد می‌توانند در مناطقی مانند مزارع چای شیب دار در ارتفاعات بسیار سخت حرکت کنند. سمپاش‌های پهپادی کارگران را از حرکت در مزارع با سمپاش‌های کوله‌پشتی نجات می‌دهد که می‌تواند برای سلامتی آن ها خطرناک باشد. سمپاش‌های پهپاد، کاربردهای اسپری بسیار خوبی را ارائه می‌کنند که می‌توانند مناطق خاصی را هدف قرار دهند تا کارایی را به حداکثر برسانند و در هزینه‌های شیمیایی صرفه‌جویی کنند. در حال حاضر مقررات سمپاش پهپادها بین کشورها بسیار متفاوت است. در کانادا، این نوع پپادها در حال حاضر قانونی نیستند زیرا برای درک تأثیر رانش اسپری باید آزمایشات بیشتری انجام شود. برخی از پیشنهادات مقررات توصیه می کنند که فقط متخصصان آموزش دیده وظیفه پرواز پهپادهای دارای اسپری را داشته باشند، همانطور که در مورد شرکت یاماها وجود دارد که پهپادهای اسپری تولیدی خود را نمی فروشد، اما خدمات پهپادهای اسپری را با اپراتورهای دارای مجوز اجاره می دهد.
 

 

پهپادهای امنیتی

امنیت هواپیماهای بدون سرنشین یک صنعت در حال رشد سریع جدا از کشاورزی است، اما برای مدیریت کشاورزی نیز بسیار مفید است. استفاده از هواپیماهای بدون سرنشین برای نظارت بر مناطق دوردست یک مزرعه بدون نیاز به رسیدن به آنجا باعث صرفه جویی در زمان ارزشمند می شود و امکان نظارت مکرر بر مناطق صعب العبور را فراهم می کند. دوربین‌های هواپیماهای بدون سرنشین می‌توانند یک نمای کلی از عملیات مزرعه در طول روز ارائه دهند تا اطمینان حاصل شود که عملیات به خوبی اجرا می‌شود و تجهیزات مورد استفاده را پیدا می‌کنند. پهپادهای امنیتی را می توان برای نظارت بر حصارها و اطراف محصولات با ارزش تر مانند شاهدانه به جای استخدام پرسنل امنیتی بیشتر، مستقر نمود. دوربین‌های پهپاد نیز در راه‌های هیجان‌انگیزی برای محافظت از حیوانات مزرعه با شناسایی حیوانات گله‌ای مفقود یا مجروح در مناطق دور از چرا استفاده می‌شوند. نظارت بر مناطق دورافتاده که قبلا ساعت ها پیاده روی طول می کشید، اکنون در چند دقیقه تکمیل می شود.
 

 

گرده افشانی هواپیماهای بدون سرنشین

برخی از کاربردهای جدیدتر برای استفاده از پهپادها در کشاورزی هنوز در حال آزمایش و توسعه هستند. یکی از محبوب ترین کاربردهای فناوری پهپاد، گرده افشانی است. محققان در هلند و ژاپن در حال ساخت پهپادهای کوچکی هستند که قادر به گرده افشانی گیاهان بدون آسیب رساندن به آن ها هستند. گام بعدی ایجاد پهپادهای گرده افشان مستقل است که بدون دستور مداوم از اپراتورها کار می کنند و سلامت محصول را نظارت می کنند.
 

 

هوش مصنوعی پهپاد

یکی دیگر از فناوری‌های پهپاد در حال توسعه نیز شامل یادگیری ماشینی است. بهبود هوش مصنوعی (AI) در پهپادها مهم است تا بتوان آن ها را برای کشاورزان کوچکتر در کشورهای در حال توسعه مفیدتر کرد. فناوری‌های کنونی هواپیماهای بدون سرنشین در نظارت بر محصولات شناخته شده مانند ذرت که در الگوهای مزرعه تک کشتی بزرگ کاشته می‌شوند، مؤثرتر هستند. برنامه‌های نظارت بر هواپیماهای بدون سرنشین، همانطور که وجود دارند، به سختی می‌توانند مناطقی با افزایش تنوع محصول، محصولات کمتر شناخته‌شده، و غلاتی که در تمام مراحل رشدشان مشابه به نظر می‌رسند و بنابراین در نظارت بر رشد و سلامت محصول کمتر مؤثر هستند، بشناسند. تحقیقات بیشتری مورد نیاز است تا بتوان سیستم‌های هوش مصنوعی را برای تشخیص محصولات کمتر رایج و الگوهای کاشت متنوع‌تر آموزش داد.
 

 

آبیاری بدون سرنشین

تحقیقات جدید خارج از استرالیا نیز فرصت های هیجان انگیزی را برای استفاده از پهپادها در کشاورزی ایجاد می کند. از آنجایی که تغییرات آب و هوایی به طور فزاینده ای بر شرایط خشکسالی تأثیر می گذارد، ایجاد راه حل های آبیاری کارآمدتر حیاتی است. با استفاده از سنجش امواج مایکروویو، پهپادها می‌توانند اطلاعات بسیار دقیقی از سلامت خاک از جمله سطوح رطوبت را بدون اینکه گیاهان مانع شوند، ثبت کنند. این بدان معناست که آب را می توان در یک مزرعه به کارآمدترین روش در تلاش برای حفظ منابع توزیع نمود.
 

 

مزایای پهپادهای کشاورزی

مزایای پهپادهای کشاورزی در زیر آمده است:
 
* با استفاده موثر از منابع کمک به دستیابی  کشاورزان به بازده بیشتر می کند و ROI (بازده سرمایه گذاری) خوبی را فراهم می نماید.
* پهپادها به دلیل عملکرد کنترل از راه دور در کشاورزی در مقیاس بزرگ برای سمپاشی حشره کش ها و آفت کش ها استفاده می شوند.
* به نظارت بر داده های محیطی کمک می کند که به کشاورزی هوشمند منجر می شود.
* به کشاورزان در جستجوی سریع و کارآمد مزارع کمک می کند. این باعث صرفه جویی در زمان در تعیین وضعیت مزرعه ها می شود.
* استفاده از آن ها با آموزش بسیار ابتدایی آسان است.
* آخرین پهپادهای کشاورزی به جمع آوری داده ها کمک می کند که به بهبود سلامت محصول منجر می شود.
* دارای نقشه برداری GIS (سیستم اطلاعات جغرافیایی) یکپارچه. این به ذخیره و تجزیه و تحلیل انواع داده های جغرافیایی و مکانی کمک می کند. این به کشاورزان در نقشه برداری به منظور افزایش عملکرد و کاهش هزینه ها برای پیشبرد تجارت کمک می کند.
* با فشار دادن یک دکمه پهپاد می تواند به خانه بازگردد.
* دوربین های حرارتی به یافتن لکه های مرطوب و خشک کمک می کنند. این به کشاورزان کمک می کند تا از هدر رفتن آب جلوگیری کنند.
 

معایب پهپادهای کشاورزی

در ادامه معایب پهپادهای کشاورزی آورده شده است:
 
* برای کار با پهپادهای کشاورزی به دانش و مهارت های اولیه نیاز دارد.
* بیشتر پهپادها زمان پرواز کمتری دارند و منطقه کمتری را پوشش می دهند. پهپادهایی که زمان پرواز و برد طولانی دارند ،گران تر هستند. پهپادهایی که ویژگی های بیشتری دارند نیز گران تر هستند.
* نیاز به اخذ مجوز دولتی برای استفاده از آن هاست.
* این هواپیما از فضای هوایی مشابه هواپیماهای تجاری استفاده می کند و از این رو ممکن است با هواپیماهای سرنشین دار اگر در مسیر پرواز آن ها قرار گیرد تداخل ایجاد کند.
* پرواز با آن ها در شرایط سخت دشوار است.
 

جمع بندی

پهپادها قبلاً صنعت کشاورزی را به شدت تغییر داده اند و در سال های آینده به رشد خود ادامه خواهند داد. در حالیکه استفاده از پهپاد برای کشاورزان کوچک مفیدتر می شود، هنوز راه هایی وجود دارد تا آن ها بخشی از فهرست تجهیزات هر کشاورز به ویژه در کشورهای در حال توسعه، شوند. مقررات مربوط به استفاده از پهپادها باید در بسیاری از کشورها ایجاد و بازنگری شود و تحقیقات بیشتری در مورد اثربخشی آن ها در برخی وظایف مانند کاربرد آفت کش ها و سمپاشی انجام شود. راه های زیادی وجود دارد که پهپادها می توانند برای کشاورزان مفید باشند، اما مهم است که قبل از سرمایه گذاری در تجهیزات گران قیمت، محدودیت ها و عملکرد آن ها را درک کنید. Drone Deploy، یک تامین کننده و شرکت برنامه نویسی پهپادهای کشاورزی است. این شرکت پیشنهاد می کند برای کسب بهترین نتایج، از داده های پهپادهای کوچک استفاده نموده و به آرامی استفاده از پهپادها را در سیستم کشاورزی خود وارد نمایید.
 
منبع: CROPTRACKER, RF Wireless World