هرچند پرنده هدایت‌پذیر از دور (پهپاد)، یا پهپادها(drones)، نخست برای اهداف نظامی ساخته شدند، اما درحال‌حاضر به‌صورت گسترده در شماری از صنایع به کار می‌روند. با توجه به اینکه بازار پهپادهای کشاورزی به ۱.۳ میلیارد دلار رسیده، اکنون کشاورزی بعد از ساختمان، دومین صنعت بزرگ از لحاظ به‌کارگیری پهپاد است. آینده‌ی پهپادها در کشاورزی نویدبخش است: تحلیل‌گران ادعا می‌کنند که تا سال ۲۰۲۶، بازار پهپادهای کشاورزی به ۶.۵۲ میلیارد دلار می‌رسد و نرخ رشد سالانه‌ی آن تا ۳۱.۴ درصد افزایش پیدا می‌کند. با کاهش قیمت پهپادها، تقاضا افزایش پیدا کرده و نرم‌افزار پهپاد در کشاورزی به‌طور فزاینده‌ای پیشرفته می‌شود.
در اینجا، ما به مزایای اصلی استفاده از پهپادها در کشاورزی و جالب‌ترین موارد کاربرد آن می‌پردازیم. با ما همراه باشید!
چرا از پهپادها در کشاورزی استفاده می‌کنیم؟
پهپادها در کشاورزی چه کاربردی می‌توانند داشته باشند؟ پاسخ این سوال به افزایش کلی کارآمدی ختم می‌شود، اما پهپادها از پس کارهای بیشتری بر می‌آیند. از آنجاییکه پهپادها تبدیل به قسمت کامل‌کننده‌ی کشاورزی هوشمند (یا دقیق) شده‌اند، به کشاورزان کمک می‌کنند که با طیف وسیعی از چالش‌ها دست و پنجه نرم کنند و از مزایای بسیاری بهره‌مند شوند.
بیشتر این مزایا به خاطر حذف هرگونه حدس و گمان و کاهش عدم قطعیت حاصل می‌شوند. موفقیت کشاورزی معمولی به فاکتورهای زیادی بستگی دارد، کشاورزان بر شرایط آب و هوا، خاک، دما، بارش و غیره کنترل چندانی ندارند. کلید کارآمدی در توانایی تطبیق آن‌ها است که تا حد زیادی تحت تاثیر دسترسی به اطلاعات دقیق و تقریبا بلادرنگ است. در اینجا تکنولوژی پهپاد می‌تواند واقعا بازی را عوض کند. کشاورزان با دسترسی به داده‌های گسترده می‌توانند محصولاتشان را افزایش و هزینه‌ها را کاهش دهند، در زمان صرفه‌جویی کرده و با دقتی بی‌نظیر عمل کنند. دنیای امروز سریعا در حال پیشروی است: تغییرات، تبدیلات و تحولات در چشم به هم زدنی اتفاق می‌افتند. سازگاری بسیار مهم است و با توجه به جمعیت رو به رشد و تغییرات جهانی شرایط آب‌وهوایی، کشاورزان برای رویارویی با چالش‌های نوظهور، ملزم به استفاده از تکنولوژی‌های نسل جدید هستند.
تکنولوژی پهپاد چگونه کار می‌کند؟
برای درک بیشتر پهپاد‌هایی که در کشاورزی مورد استفاده قرار می‌گیرند، بهتر است نگاه دقیق‌تری به تکنولوژی پهپاد بیاندازیم. معمولا ساختار پهپاد شامل سیستم‌های پیش‌ران و ناوبری، جی‌پی‌اس، سنسور و دوربین، کنترل‌کننده‌ی قابل برنامه‌ریزی و تجهیزات پرواز خودکار است.
تکنولوژی مورد استفاده در پهپادهای UAV برای کشاورزی طوری ساخته شده که در زمینه‌ی ثبت اطلاعاتِ دقیق‌تر، آن ها را از هواپیماها و ماهواره‌ها توانمندتر می‌سازد. نرم‌افزار تکنولوژی کشاورزی مبتنی بر پهپاد، داده‌های جمع‌آوری شده را پردازش می‌کند و آن را به فرمتی که به‌راحتی قابل خواندن باشد تحویل می‌دهد.
به‌طورکلی، فرآیند جمع‌آوری داده در مورد پهپادهای کشاورزی شامل چهار گام منطقی است:
- نشان دادن پارامترهای پرواز: تعیین و ارزیایی حوزه‌ی نظارت و بارگذاری اطلاعات جی‌پی‌اس در سیستم ناوبری پهپاد.
- پروازهای مستقل: پهپاد UAV با توجه به پارامترهای از پیش تعیین شده، الگوی پروازی را پیش می‌برد و داده‌های موردنیاز را جمع‌آوری می‌کند.
- بارگذاری داده: پهپاد داده‌های ثبت شده را برای پردازش و تحلیل ارائه می‌کند.
- خروجی اطلاعات: بعد از پردازش، داده در فرمتی قابل خواندن برای کشاورزان ارسال می‌شود. گزارش شامل اطلاعات حساس و دقیقی است که برای تصمیم‌گیری بهتر در زمینه‌ی مدیریت زراعی حائز اهمیت است.
بهترین روش‌های پیاده سازی پهپاد در کشاورزی
به‌کارگیری پهپادها در کشاورزی دقیق، به‌دلیل قابلیت آن‌ها در تحویل سریع و کارآمد به‌روزترین اطلاعات، در حال گسترش است. تکامل نرم‌افزار پهپاد و مقرون‌به‌صرفه بودن کلی آن نیز باعث کاربرد روزافزون پهپادها شده است. اکنون به بررسی تخصصی‌تر به‌کارگیری پهپادها در کشاورزی می‌پردازیم.
تخمین شرایط خاک
کشاورزی هوشمند داده‌محور است و به کشاورزان کمک می‌کند بر اساس اطلاعات دقیق شرایط خاک عمل کنند. استخراج این داده پیشتر شامل بازدیدهای فیزیکی زمین کشاورزی و جمع‌آوری دستی شاخص‌ها بود. پهپادهای مجهز به سنسورهای هوشمند زراعی می‌توانند این داده را جمع‌آوری کنند و تحویل دهند، و بدیهی است که می‌توانند سریع‌تر و دقیق‌تر این کار را انجام دهند.
کاشت محصولات آینده
زمانی که خاک آماده‌ی کشت می‌شود، به‌جای استفاده از روش‌های قدیمی کشت، پهپادها بذرها را در آن رها می‌کنند. استفاده از پهپاد برای کشت بذر نسبتا نوین است و هنوز بعضی از کمپانی‌ها این رویکرد را آزمایش و بررسی می‌کنند.
مثلا DroneSeed استارت آپی است که برای کشت بذر و موارد دیگر از تکنولوژی پهپاد استفاده می‌کند. هواپیماهای بدون سرنشین نیز می‌توانند در زمین‌های کشاورزی آب، کود و علف‌کش اسپری کنند و اینگونه به کاهش هزینه‌ها، کار دستی و زمان صرف شده برای این فرآیندها کمک کنند.
مبارزه با عفونت‌ها و آفات
پهپادهای کشاورزی با استفاده از تکنولوژی حرارتی، چندطیفی و ابرطیفی نه تنها می‌توانند به کشاورزان اطلاعاتی درباره‌ی شرایط خاک دهند، بلکه قسمت‌هایی از زمین کشاورزی را که مورد حمله‌ی علف‌های هرز، عفونت و آفات قرار گرفته نیز شناسایی می‌کنند. بر اساس این داده، کشاورزان می‌توانند مقادیر دقیق از مواد شیمیایی مورد نیاز برای مبارزه با آفات را تعیین کنند، به این ترتیب پهپادها نه تنها به کاهش هزینه کمک می‌کنند، بلکه در سلامت بیشتر زمین نیز مشارکت می‌نمایند.
اسپری زراعتی
مزارع هوشمند از پهپادها برای اسپری زراعتی نیز استفاده می‌کنند که تماس انسانی را با کودها، علف‌کش‌ها و دیگر مواد شیمیایی مضر محدود می‌کند. پهپادها می‌توانند این کار را سریع‌تر و کارآمدتر از ماشین‌آلات کشاورزی و هواپیماها انجام دهند، همچنین جایگزین بسیار خوبی برای زمین‌هایی هستند که هنوز از نیروی انسانی استفاده می‌کنند. همچنین زمانی که پای تیمار نقطه‌ای به میان می‌آید، پهپادها بی رقیب هستند. آن‌ها می‌توانند قسمت‌های آلوده را با سنسورها و دوربین‌ها شناسایی کنند و مادامیکه روی آن کار می‌کنند، قسمت‌های سالم را دست نخورده باقی بگذارند. این رویکرد نه تنها در زمان صرفه‌جویی می‌کند و ایمنی را بالا می‌برد، بلکه به کاهش هزینه نیز کمک می‌کند.
نظارت بر محصول
زمین‌های کشاورزی مناطق بزرگی را اشغال می‌کنند و تخمین وضعیت کلی محصولات تقریبا غیرممکن است. کشاورزان با استفاده از پهپادها در نقشه‌برداری کشاورزی، می‌توانند در مورد سلامت گیاهان در قسمت‌های خاص همیشه اطلاعات به‌روز داشته باشند و بدانند کدام قسمت‌های زمین نیازمند توجه بیشتری است. برای تخمین وضعیت محصولات، پهپادها زمین کشاورزی را با دوربین‌های مادون قرمز بررسی و نرخ جذب نور را مشخص می‌کنند. بر اساس اطلاعات دقیق و بلادرنگ، کشاورزان می‌توانند جهت بهبود وضعیت گیاهان در هر مکانی اقدام کنند.
نظارت بر احشام
در دامداری، پهپادها می‌توانند در زمان چَرا مراقب گله‌ی احشام باشند و اینگونه نیاز به نیروی انسانی سوار بر اسب یا بارکش را کاهش می‌دهند. پهپادها با استفاده از تکنولوژی سنسور حرارتی می‌توانند احشام گم شده را پیدا کنند، حیوانات بیمار یا زخمی را شناسایی و تعداد دقیق آن‌ها را محاسبه کنند. مسلما پهپادها بهتر از سگ‌های گله می‌توانند مراقب احشام باشند.
مواردی که بایستی پیش از توسعه‌ی راهحلهای پهپاد در کشاورزی مورد توجه قرار گیرد:
پهپادها قابل دسترسی و نسبتا ارزان هستند، اما همچنان بایستی پیش از پیاده‌سازی راهحلهای پهپادی، مواردی را مورد ملاحظه قرار داد. مراحل مربوط به تبدیل زمین کشاورزی به کسب‌وکار تکنولوژیک کشاورزی مبتنی بر پهپاد شامل پنج جنبه‌ی زیر هستند:
- تعیین اهداف
پهپادهای کشاورزی کاربردهای مختلفی دارند: نظارت بر زمین کشاورزی و محصولات، کشت بذر، مراقبت از احشام و غیره. شما می‌خواهید از آن به چه منظوری استفاده کنید؟ فرآیندهای اصلی زراعتی که باور دارید بیشترین بهره را از پهپادها می‌برند را مشخص کنید.
- بررسی قوانین
بهتر است وکیلی استخدام کنید تا جنبه‌های حقوقی استفاده‌ی تجاری از پهپادها را بررسی کند. این جنبه‌ها با توجه به کشور یا استان محل سکونت شما تغییر می‌کند. در صورت لزوم پهپاد خود را ثبت کنید و بفهمید در منطقه‌ی شما به‌طور قانونی از کدام نوع پهپاد می‌توان استفاده کرد. همچنین دستورالعمل ایمنی پرواز پهپاد خود را به دقت مطالعه کنید، چراکه در صورت بروز تصادف شما مسئول هستید.
- تصمیم‌گیری در مورد سخت‌افزار پهپاد
شما بایستی بر اساس کارهایی که می‌خواهید انجام دهید، تصمیم بگیرید پهپاد خود را به چه سخت‌افزاری مجهز کنید. مثلا برای نظارت بر سلامت محصولات، پهپاد شما نیاز به دوربین مادون قرمز دارد. اگر می‌خواهید شرایط خاک را تخمین بزند، نیاز به سنسورهای مناسب و غیره دارد. به‌طور خلاصه، قابلیت‌های پهپاد شما به کاری که در ذهن شماست بستگی دارد.
- انتخاب نوع نرم‌افزار پهپاد
داده‌ای که پهپاد شما جمع‌آوری می‌کند بایستی با نرم‌افزار پهپاد کشاورزی پردازش شود. شما بسته به نوع پهپاد خود به نرم‌افزار ناوبری و مدیریت پرواز، نقشه‌برداری و همچنین نرم‌افزار پردازش داده و تصویر احتیاج دارید. در بعضی از موارد نرم‌افزارهای آماده و خارج از چارچوب، کاری از پیش نمی‌برند و شما به راهحلهای سفارشی نیاز پیدا می‌کنید.
- توسعه‌ی نرم‌افزار پهپاد سفارشی
این امر در مراحل اولیه نیاز به درک جمع‌آوری داده، تحلیل و فرآیند تصویری‌سازی دارد. بعد از آن، شما نیاز به دانشی عمیق از فیزیولوژی گیاه دارید تا الگوریتم نرم‌افزار را جهت شناسایی الگوهایی مشخص که شرایط گیاه را نشان می‌دهند (همچنین شرایط خاک یا الگوهای رفتار احشام برای دامداری) بسازید. همچنین بایستی در مورد نوع پردازش بهینه‌ی تصویر و تطابق داده‌ی پهپاد با دیگر شاخص‌ها مانند رطوبت، دما، توپوگرافی زمین و غیره نیز تصمیم بگیرید.
نظر نهایی
تکنولوژی پهپاد کشاورزی می‌تواند به چند روش کشاورزی مدرن را تغییر دهد، بایستی فرآیند آماده‌سازی دقیقی را طی کنند ــ از تخمین اهداف تجاری تا تصمیم‌گیری در مورد پلتفرم مناسب سخت‌افزاری و ویژگی‌های نرم‌افزاری پهپاد.
به‌طورکلی، توسعه‌ی پهپادهای کشاورزی کار پیچیده‌ای است که به الگوسازی با سخت‌افزار پهپاد ثالث و قابل‌اعتماد و رساننده‌ی راهحلهای نرم‌افزاری نیاز دارد.
از کجا شروع کنیم؟
فاز کشف محصول اولین و بهترین گامی است که برای پایه‌ریزی محکم جهت توسعه‌ی برنامه‌ی خود بایستی انجام دهید. این گام شامل مشخصات عملکردی، طراحی UX/UI و پروتوتایپ عینی است که به شما تصویر روشنی از محصول نهایی می‌دهد. این فاز به‌طور میانگین ۴-۶ هفته طول می‌کشد.