Сельское хозяйство XXI века. Гид по промышленным дронам. Часть 2
Термин агротех ещё относительно новый в России. Нам ближе на слуху финтех или айти, более развитые и востребованные направления в глобальном мире. Сельское хозяйство и его развитие на территории нашей страны является приоритетным. И нельзя не отметить положительную динамику — рост сельхозпроизводства в России составил более 110 процентов в 2022 году. Производство рыбы и морепродуктов возросло на 11,5% к концу 2023 года. Что же позволяет развиваться сельскохозяйственному сектору и причём здесь дроны? Разбираем в новом гиде по промышленным БПЛА.
Агротех (AgroTech) представляет собой применение различных инновационных методов в сельском хозяйстве с целью повышения урожайности, эффективности и прибыльности. Этот подход включает в себя использование искусственного интеллекта, робототехники, беспилотных авиационных систем и точного земледелия, биостимуляторы и аэропонные технологии. Дроны в сельском хозяйстве являются поистине полевыми помощниками аграриям и фермерам. Так, по оценкам экспертов, стоимость задействованных в сельхозиндустрии дронов составляет 9,9 млрд. долларов, а объём мирового рынка сельхоз дронов к концу 2022 года составил $13,59 млрд. К слову, в нашей стране сельское хозяйство — первая промышленная отрасль, которая начала использовать новейшие технологии.
Причины просты: беспилотники служат многофункциональным устройством, которое может не только инспектировать поля и посадки, но выявлять заражения, засевать поля, вносить удобрения, орошать и пасти стада. В мире такая практика развита очень сильно, в России меньше, но применение летающих аппаратов растёт стремительно. То есть если раньше мониторинг гектаров земли проводился при помощи спутниковых изображений, а посевы в лучшем случае при помощи наземной техники, то уже сегодня применимы наиболее безопасные методы как для урожая, так и самих аграриев с использованием БПЛА.
Что делают дроны?
Зададим вопрос. Слышали ли вы когда-то о ГИС? Простыми словами, это карта с полной базой данных территорий и объектов, расположенных на ней. Сейчас можете открыть карты Яндекс, и в режиме реального времени вы сможете увидеть движение транспорта, пробки и аварии, найти нужные заведения и построить наиболее оптимальный маршрут. В сельском хозяйстве такие карты отображают рельеф, температуру, осадки и их количество в определённый период, даты посева или обработки удобрениями. Традиционные методы подразумевают сбор таких данных специалистами-программистами ГИС, которые работают с полученными данными спутников. Правда, этим не ограничивается. Одновременно на месте находится специалист, который обходит угодья, непрерывно передавая данные программистам. Современные технологии позволяют в автоматическом режиме облетать поля, проводить съёмку местности по заранее построенному плану полёта, анализировать состояние полей, удобрять и вносить семена. Примечательно, что беспилотник может более точно сканировать местность благодаря возможности совершать полёты над землей на низких высотах. А благодаря вращающимся пропеллерам посевы с помощью аграрного дрона эффективнее в разы — если наземная техника может задевать стебли растений или не точно распределять по площади семена, то беспилотник делает это с максимальной точностью и без ущерба посевам. Конечно, полностью заменить сельскохозяйственную технику агродроны не смогут, но они значительно упростят работы в поле.
Системный интегратор полей
Прежде чем вносить удобрения или засеивать поля, нужно оценить масштабы, провести точный анализ местности, выявить любые проблемные и сложные для дальнейшей обработки зоны. Оборудованные спектральными датчиками, RTK-модулем, интеллектуальными возможностями, беспилотные летательные аппараты способны с максимальной точностью собирать данные с земли. Мы уже говорили о DJI Phantom 4 RTK SDK, — этакий интегратор на местах, призванный сканировать местность и передавать данные специалисту для их обработки. Кстати, помните ролик Russian Cyberpunk Farm? Так вот героем сюжета стал именно Phantom 4 RTK. Наглядно можете посмотреть его применение в стиле юморного киберпанка.
Итак, функционал известного беспилотника включает в себя съёмку в 4К, широкий угол обзора 84° и наличие SDK — комплекса программного обеспечения, который позволяет интуитивно управлять всеми системами дрона для его безопасного перемещения в пространстве и передачи данных в режиме реального времени. RTK-модель оснащена приёмником GNSS RTK. Система отвечает за сбор данных со спутников и наземной станции для определения положения самого квадрокоптера и получения точных изображений карт местности.
Ещё один коптер, о котором мы рассказали в первом гиде промышленных устройств (вставить гиперссылку), DJI Mavic 3M оборудован наличием пяти камер, в том числе мультиспектральной (RGB-камера) как раз применимой в сельском хозяйстве. Полученные данные индексов NDVI дают аграриям полезную информацию о состоянии растений, нехватки влаги или наличии вредоносных бактерий и вирусов. Управление с помощью DJI Pilot 2 позволит выстраивать маршруты полёта и переносить данные в реальном времени для своевременной оценки и планирования следующих действий.
Тяжёлая воздушная артиллерия
Когда мы переходим к следующему этапу, будь то полив, внесение удобрений или посевные работы, необходима надёжная техника. Моделей аграрных БПЛА множество, в лидерах — DJI. И ведь не зря!
DJI Agras T16 несет на себе резервуар на 16 литров, оснащен четырьмя насосами и восемью опрыскивателями. Скорость распыления варьируется от 3,5 до 4,8 литров за минуту, а всего за один час полевых работ можно обработать до 10 гектаров земли. Бак можно заменить на тот, который идёт в комплектации, на запасной для внесения сухих средств защиты или семян.
Во время полёта над кронами деревьев промышленная платформа может самостоятельно считывать густоту покрова, автоматически меняя скорость и равномерно распыляя количество жидкости. Благодаря встроенной широкоугольной камере и поддержке передачи данных OcuSync 2.0 до 3 километров специалист может наблюдать за выполнением работ и при необходимости изменять базовые параметры облёта участка.
Agras T16 имеет складную конструкцию для удобной транспортировки. Время полёт модели составляет 18 минут, зарядка может осуществляться всего за 10 минут благодаря функции быстрой зарядки. Зарядный хаб вмещает в себя одновременно четыре батареи.
Флагманом же аграрных дронов называют DJI Agras T30. Тяжёлая машина специально разработанная для сельскохозяйственных нужд рассчитан на непрерывную работу в любых погодных условий и на любых ландшафтах. Эта модель уже зарекомендовала себя в работах распределении удобрений, подсушивании земных покровом перед основной обработкой, нанесении системных инсектицидов. Ширина захвата до 9 метров и 16 впрыскивающих форсунок позволяют охватывать бо́льшую площадь на небольших высотах, эффективно внося необходимые элементы в почву. Объём резервуара T30 как понятно составляет 30 литров, бак несъёмный.
К примеру, чтобы обработать 3 гектара (по подсчётам это та площадь, которую обходит Agras на одной аккумуляторной батарее), необходимо 7-10 литров рабочего раствора. Поэтому зачастую для удобрения небольших площадей достаточно половины бака для внесения необходимого количества жидкости с запасом на зоны, которые требуют более тщательного ухода.
Беспилотный аппарат DJI Agras T30 оснащен радаром всенаправленного обзора, обеспечивающим автономное управление и безопасное преодоление препятствий в любых погодных условиях и в условиях недостаточной освещенности. На борту также имеется FPV-камера и прожектор для контроля за процессом работы в том числе ночью.
Ещё одно важное преимущество этой платформы является наличие регулируемых форсунок. Например, при внесении пестицидов методом ультрамалообъемного опрыскивания (УМО) и настройки пилонов под нужным углом эффективность нанесения раствора возрастёт в разы, чем это было бы ручным методом. Особенно это актуально при работе на фруктовых садах и виноградниках. Agras T30 оснащён функцией автоматического возвращения на стартовую точку, когда уровень аккумулятора находится на предельно низком уровне. Кстати, ни одна прежняя модель Agras эту функцию имела.
В заключение добавим, некоторые модели беспилотников оснащены также тепловизионными датчиками. В сельском хозяйстве это применимо при мониторинге лесных и полевых угодий с целью обнаружения посторонних лиц и хищников, охотящихся за урожаем. Также устройства можно применять для подсчёта поголовья скота, контроля за их передвижениями или обнаружении раненых животных.
Значительное развитие беспилотной авиации в сельском хозяйстве во многом зависит от глубокого понимания экономики хозяйства, затрат на производство, цен на топливо, электроэнергию, трудовые ресурсы, а также правил применения беспилотных летательных аппаратов. Очевидно, что дроны не смогут всецело заменить человеческий труд и традиционную технику. По крайней мере, пока что. Но мы понимаем, что уже совсем в обозримом будущем эти устройства будут не просто экспериментальными помощниками на полях, но полноценными участниками процессов.
