Wenn es möglich wäre, jedem Quadratmeter der Farm genau das zu geben, was er braucht, wenn es nötig ist, zwei Dinge würden passieren:Landwirte würden einen größeren Ernteertrag erzielen, und verbrauchen weniger Input „“ Wasser, Dünger, Fungizid, Pestizid, usw. Dies bedeutet weniger Kosten für Landwirte und die Umwelt.

Dies, Forscher sagen, ist, was Drohnen für Farmen tun können. Sie fliegen über Felder, Sammeln von Daten, die weit über das hinausgehen, was das menschliche Auge sehen kann, wie winzige Temperaturunterschiede, die auf Pflanzenstress hinweisen.

Drohnen mögen beängstigend klingen ““ tatsächlich bevorzugen Forscher den Begriff UAV oder UAS (Unmanned Aircraft System) “ “, aber sie werden weithin als bahnbrechendes Werkzeug für Landwirte prognostiziert. Ein kürzlich veröffentlichter Bericht einer internationalen UAS-Industriegruppe ergab, dass Präzisionslandwirtschaft und öffentliche Sicherheit 90 Prozent der potenziellen Märkte für Drohnen in den USA darstellen.

Im Augenblick, jedoch, Die Regeln der Federal Aviation Administration zum Drohneneinsatz in den USA sind knifflig. Die kommerzielle Nutzung von Drohnen ist nicht gestattet, obwohl Landwirte, die eine Drohne unter 400 Fuß über Privatgrundstücken „für den persönlichen Gebrauch“ fliegen – und nicht in der Nähe eines Flughafens – im Klaren sind. (Öffentliche Universitäten können auch ein Certificate of Waiver or Authorization (COA) für unbemannte Luftfahrzeuge erhalten, und dann mit Farmen arbeiten.)

Die FAA plant, ab 2015 kommerzielle Drohnen zuzulassen. aber es wird bereits viel getan und Geld in die Technologie investiert. Insbesondere:der Innovate Indiana Fund der Indiana State University und Bob Young, Gründer des Open-Source-Softwareunternehmens Red Hat, finanzieren ein kanadisches UAS-Unternehmen namens PrecisionHawk, die einen US-Hauptsitz in Indiana hat.

„Die Landwirtschaft ist eine sehr hoch entwickelte Branche und die Landwirte sind sehr datenhungrig – und sie wurden nicht gut bedient, historisch, bei der Bereitstellung dieser Daten. Sie benötigen On-Demand-Daten, sie brauchen eine sehr hohe Auflösung und sie brauchen sie oft.“

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PrecisionHawk-Präsident Ernest Earon sieht in der Landwirtschaft eine der vielversprechendsten Anwendungen für Drohnen. „Die Landwirtschaft ist eine sehr hoch entwickelte Branche und [Landwirte] sind sehr datenhungrig – und sie wurden nicht gut bedient, historisch, bei der Bereitstellung dieser Daten. Sie benötigen On-Demand-Daten, sie brauchen es sehr hochauflösend und sie brauchen es oft, " er sagt.

Das unbemannte Fluggerät (UAV) des Unternehmens, genannt „Lancaster, “ wiegt drei Pfund, misst einen Meter lang und ist so konzipiert, dass Farmen keinen Experten im Personal benötigen. Das Flugzeug selbst ist einfach zu starten – es wird von Hand in die Luft geworfen und kann mit einer Reihe verschiedener „Plug-and-Play“-Bildsensoren verwendet werden. einschließlich thermisch (Infrarot) und hyperspektral, um Felddaten zu sammeln, die für das menschliche Auge sowohl sichtbar als auch nicht sichtbar sind. Mit verschiedenen Sensoren und Algorithmen, Züchter können sich auf spezifische Probleme oder Informationen konzentrieren, wie Bodenfeuchtigkeit oder Pflanzenkrankheiten.

„Pflanzen neigen dazu, in Bändern [wie im elektromagnetischen Spektrum] gelb zu werden, die wir nicht sehen können, bevor sie in den Bändern, die wir sehen können, gelb werden. “ erklärt Earon. „Wenn Sie diese multispektralen Sensoren fliegen, schauen Sie in diesen Bändern, um die Stressoren zu sehen, die in den Pflanzen in verschiedenen Frequenzen auftauchen. bevor Sie sie in den visuellen Bändern sehen würden. Also zwei Pflanzen, die beide optisch grün aussehen, einer von ihnen könnte durch Wasserstress oder Trockenstress ziemlich gestresst sein, Temperatur oder Schädling.“

Das gleiche Konzept gilt auch für Nutztiere – kranke Tiere werden etwas wärmer, und Infrarotsensoren können die kleinen Temperaturunterschiede erfassen.

Die Daten werden in die Cloud hochgeladen und von PrecisionHawk verarbeitet – das Unternehmen berechnet pro Hektar für die Datenverwaltung. Die Preise beginnen bei 0,10 USD pro Acre für die Datenverarbeitung und 0,20 USD pro Acre für ein Jahr Datenspeicherung. Eigentlich, Laut Earon versteht sich das Unternehmen als Datenunternehmen. eher ein Drohnenunternehmen. Er stellt sich ein „App Store“-Modell vor, das es ermöglichen würde, sagen, jemand in North Dakota mit einem erstklassigen Algorithmus zur Erkennung von Kartoffelfäule, an andere Landwirte zu lizenzieren. (Nicht überraschend, Bob Young ist vom Open-Source-Aspekt begeistert.)

Das PrecisionHawk UAV verwendet seine Onboard-Intelligenz, um die Qualität der erfassten Bilder zu bestimmen. Wenn die Bilder mit einem hohen Konfidenzniveau gesammelt werden, lädt das UAV die Daten automatisch in die Cloud hoch. Die multispektrale Ansicht überlagert die visuellen Bilder und zeigt einen normalisierten Vegetationsindex, der die Vegetation im nahen Infrarotlicht darstellt und Chlorophyll in Pflanzen erkennt.

PrecisionHawk gibt keine seiner Kunden bekannt, aber UAS-Forscher an der Indiana State University, die mit mehreren verschiedenen unbemannten Fahrzeugen gearbeitet haben, geben dem Lancaster-System ausgezeichnete Bewertungen.

„Bisher war dies eine der besten Plattformen, die wir in Bezug auf Genauigkeit verwendet haben. zurück an Land kommen, die Bilder, in der Lage zu sein, die Informationen, die es in der Luft erhalten hat, zu nehmen und auf dem Boden zusammenzufädeln und gute Bilder zu machen "" es war wahrscheinlich das Beste, “ sagt Jeff Hauser, Leiter des Studiengangs Unbemannte Systeme an der Technischen Hochschule. Außerdem ist er Brigadegeneral der Indiana Air National Guard.

Hausers Kollege Richard Baker, der Leiter des Center for Unmanned Systems &Human Capital Development der Indiana State University, glaubt, dass ein System wie das von PrecisionHawk für viele Landwirte sinnvoll wäre, Beachten Sie, dass die durchschnittliche Farmgröße in den USA 418 Acres beträgt.

„Wenn Sie diese Größe erreichen, Ich denke, die Investition würde sich auf jeden Fall lohnen, “, sagt Bäcker. „Ein ganz kleiner Bauer, Ich weiß nicht, ob es sich lohnen würde oder nicht, Aber wenn Sie eine gute Farm haben, Ich denke, Sie würden Ihr Geld ziemlich schnell zurückbekommen.“

Baker schätzt, dass Landwirte ihren Einsatz von Herbiziden und Pestiziden um 40 Prozent reduzieren könnten. und ihren Düngemitteleinsatz um bis zu 50 Prozent. „Ich meine, wir sprechen von enormen Kostensenkungen – und einer besseren Qualität der Ernte, " er sagt.

Und diese Idee kommt eindeutig an. Hauser sagt auf einer Konferenz für unbemannte Systeme, an der er und Baker im Oktober in Kansas teilgenommen haben:die ausstellungsstände wurden von landwirtschaftlichen anwendungen dominiert.

„Wir sehen das zum ersten Mal, " er sagte. "Wir waren erstaunt, wie viele Leute dort waren, nur um das zu sehen."

(Alle Fotos mit freundlicher Genehmigung von PrecisionHawk.)