پهپادها در کشاورزی: انقلابی در بهبود عملکرد و کاهش هزینه‌های کشاورزی
نویسنده: مریم نراقی
پهپادها
استفاده از پهپادها در تقریباً هر بخش از اقتصاد به سرعت در حال رشد است، اما استفاده از پهپاد در صنعت کشاورزی به شدت در حال گسترش است. بر اساس برخی گزارش‌ها، انتظار می‌رود بازار پهپادهای کشاورزی از ۱.۲ میلیارد دلار در سال ۲۰۱۹ به ۴.۸ میلیارد دلار در سال ۲۰۲۴ برسد. از پایش مزارع گرفته تا امنیت، پهپادها در چند سال آینده به ابزاری رایج در مزارع بزرگ و کوچک تبدیل خواهند شد. اطلاعات جمع‌آوری شده توسط پهپادها در مزارع اغلب برای تصمیم‌گیری‌های بهتر کشاورزی استفاده می‌شود و بخشی از سیستمی به نام “کشاورزی دقیق” است.
در بسیاری از مناطق، استفاده از پهپادها بخش مهمی از عملیات کشاورزی دقیق در مقیاس بزرگ شده است. داده‌های جمع‌آوری‌شده از پهپادهایی که زمین‌ها را بررسی می‌کنند، به کشاورزان کمک می‌کند تا کشت و روش‌های درمانی خود را برنامه‌ریزی کنند تا بهترین بازده ممکن را به دست آورند. برخی گزارش‌ها نشان می‌دهند که استفاده از سیستم‌های کشاورزی دقیق می‌تواند بازدهی محصولات را تا ۵ درصد افزایش دهد؛ افزایش چشمگیری در صنعتی با حاشیه سود کم.
در این مقاله به برخی از مزایا و کاربردهای پهپادها در مزارع، فناوری‌های جدید پهپادهای کشاورزی و مراحل و چالش‌های پذیرش گسترده‌تر این فناوری در کشاورزی می‌پردازیم.
همچنین بخوانید: پهپاد کشاورزی: خرید یا اجاره؟
مزایای استفاده از پهپادها در کشاورزی
در ابتدا، بیایید مزایای پهپادهای کشاورزی را بررسی کنیم. در این بخش، به مزایای مختلفی که این هواپیماهای بدون سرنشین برای کشاورزی به همراه دارند، از جمله کشاورزی دقیق و صرفه‌جویی در هزینه‌ها، می‌پردازیم.
پایش سلامت گیاهان
یکی از کاربردهای موفق تصاویر پهپادی، نظارت بر سلامت گیاهان است. پهپادهایی که به تجهیزات تصویربرداری خاصی به نام شاخص تفاوت نرمال‌سازی‌شده پوشش گیاهی (NDVI) مجهز هستند، اطلاعات رنگی دقیقی برای نشان‌دادن سلامت گیاهان ارائه می‌دهند. این فناوری به کشاورزان اجازه می‌دهد رشد محصولات خود را رصد کنند و مشکلات را سریعاً شناسایی و برطرف کنند. پهپادهای مجهز به دوربین‌های معمولی نیز برای بررسی سلامت محصولات استفاده می‌شوند. اگرچه بسیاری از کشاورزان از تصاویر ماهواره‌ای برای پایش رشد محصولات خود استفاده می‌کنند، اما دسترسی به داده‌های ماهواره‌ای پرهزینه است و در برخی موارد به اندازه تصاویر پهپادی دقیق نیست.
پایش شرایط مزرعه
پایش شرایط مزرعه توسط پهپادها همچنین شامل پایش سلامت خاک و وضعیت زمین است. پهپادها می‌توانند نقشه‌های دقیقی از مزرعه با اطلاعات ارتفاعی تهیه کنند که به کشاورزان در تشخیص الگوهای زهکشی و نقاط مرطوب/خشک کمک می‌کند. این اطلاعات برای بهبود روش‌های آبیاری مفید است.
افزایش بهره‌وری و کارآیی
پهپادهای کشاورزی، کارآیی و بهره‌وری کشاورزی را به طرز چشمگیری افزایش داده‌اند. این پهپادها قادرند روزانه تا ۵۰۰ هکتار از زمین‌های کشاورزی را پوشش دهند؛ وظیفه‌ای که با روش‌های سنتی هفته‌ها به طول می‌انجامد.
تصمیم‌گیری مبتنی بر داده‌ها
پهپادهای مجهز به دوربین‌های با وضوح بالا و حسگرهای پیشرفته، داده‌های دقیقی را جمع‌آوری می‌کنند. تحلیل این داده‌ها به شناسایی مشکلاتی نظیر بیماری‌های گیاهی، مشکلات آبیاری یا کمبود مواد مغذی کمک می‌کند.
مدیریت پیشرفته محصولات
پهپادها، بینش‌های لحظه‌ای را در مورد سلامت و رشد محصولات ارائه می‌دهند. شناسایی زودهنگام بیماری‌ها از طریق تصویربرداری پهپادی می‌تواند بازدهی محصولات را تا ۲۵ درصد افزایش دهد. مداخله به موقع بر اساس داده‌های پهپادی، محصولات سالم‌تر و با کیفیت‌تری را تضمین می‌کند.
کاشت بذر
از دیگر کاربردهای جدید پهپادها در کشاورزی، کاشت بذر است. این پهپادهای بذرپاش عمدتاً در صنایع جنگل‌داری استفاده می‌شوند، اما پتانسیل گسترش کاربرد آنها در آینده وجود دارد. کاشت با پهپاد به این معنی است که مناطقی که دسترسی به آنها دشوار است می‌توانند بدون به خطر انداختن کارگران احیا شوند.
سم‌پاشی
کاربرد پهپاد برای سم‌پاشی در جنوب شرق آسیا بسیار رایج است. پهپادهای سم‌پاش می‌توانند به مناطق سخت‌دسترس، مانند مزارع شیب‌دار، دسترسی پیدا کنند. پهپادهای سم‌پاش می‌توانند با دقت و به‌صرفه مواد شیمیایی را به مناطق مشخصی اعمال کنند.
امنیت
صنعت پهپاد در بخش امنیت به سرعت در حال رشد است و در مدیریت مزارع نیز بسیار مفید است. با استفاده از پهپادها برای پایش بخش‌های دورافتاده مزرعه، نیازی به حضور فیزیکی نیست و زمان زیادی صرفه‌جویی می‌شود.
گرده‌افشانی
یکی از کاربردهای جدید پهپادها که در مرحله آزمایش و توسعه قرار دارد، فناوری گرده‌افشانی است. محققان در حال توسعه پهپادهایی هستند که بتوانند بدون آسیب به گیاهان گرده‌افشانی کنند.
آبیاری با پهپاد
پژوهش‌های جدید در استرالیا، فرصت‌های هیجان‌انگیزی برای استفاده از پهپاد در کشاورزی ایجاد کرده است. پهپادها با استفاده از سنجش مایکروویوی، اطلاعات دقیقی از سطح رطوبت خاک به دست می‌آورند.
مزایای زیست‌محیطی
پهپادها مصرف مواد شیمیایی را تا ۳۵ درصد کاهش می‌دهند و به این ترتیب منابع طبیعی را حفظ کرده و از آلودگی می‌کاهند.
کاربرد پهپادها در کشاورزی
در این بخش، نقش‌های متنوعی را که پهپادها در کشاورزی مدرن ایفا می‌کنند، بررسی می‌کنیم.
نقشه‌برداری و بررسی دقیق
پهپادهای کشاورزی مجهز به حسگرهای پیشرفته و دوربین‌های با وضوح بالا، امکان نقشه‌برداری و بررسی دقیق چشم‌اندازهای کشاورزی را فراهم می‌کنند. این داده‌ها، مبنای بهینه‌سازی استراتژی‌های کاشت و مدیریت زمین هستند.
پایش سلامت گیاهان
پهپادهای کشاورزی، با دوربین‌های چند طیفی و مادون قرمز پیشرفته، در ارزیابی سلامت گیاهان عالی عمل می‌کنند. این دوربین‌ها، تغییرات ظریفی را که نشان‌دهنده تنش، کمبود مواد مغذی یا بیماری‌هاست، شناسایی می‌کنند.
تحلیل سلامت خاک
سلامت خاک اساس کشاورزی بهره‌ور است. پهپادها امکان جمع‌آوری نمونه‌های متنوع خاک از سراسر زمین‌های کشاورزی را فراهم می‌کنند و به متخصصان کشاورزی اجازه می‌دهند تصمیمات آگاهانه‌ای در خصوص مدیریت مواد مغذی و بهبود سلامت خاک بگیرند.
پایش هوایی و نظارت لحظه‌ای
پهپادها یک دید بی‌نظیر فراهم می‌کنند و امکان نظارت لحظه‌ای بر چشم‌اندازهای کشاورزی را مهیا می‌سازند. نظارت مستمر به شناسایی سریع چالش‌هایی مانند آلودگی آب، آفت‌ها و بیماری‌های گیاهی کمک می‌کند.
بهترین پهپادها برای کشاورزی
پهپادهایی مانند پهپادهای JOUAV با دوربین‌های RGB با وضوح بالا و حسگرهای چند طیفی حرفه‌ای، بینش‌های ارزشمندی در مورد سلامت محصول فراهم می‌کنند و به شناسایی زودهنگام مشکلات محصول کمک می‌کنند.
چرا پهپادهای JOUAV را برای کشاورزی انتخاب کنیم؟
پهپادهای JOUAV با قابلیت‌های برخاست و فرود عمودی (VTOL) قادرند با شرایط زمین‌های وسیع و مناظر دشوار تطابق پیدا کنند. این پهپادها نیازی به سطوح صاف برای برخاست و فرود ندارند و این باعث می‌شود به راحتی در محیط‌های متنوع کشاورزی قابل استفاده باشند.
داده‌های با وضوح بالا برای تحقیقات پیشرفته
برای پژوهشگران کشاورزی و زراعیانی که به دنبال تحقیقات پیشرفته هستند، پهپادهای JOUAV داده‌های با وضوح بالایی ارائه می‌دهند.
عملکرد استثنایی در شرایط آب‌وهوایی سخت
پهپادهای JOUAV در شرایط آب‌وهوایی سخت عملکرد قابل اعتمادی دارند و برای استفاده در مزرعه‌های واقع در شرایط متغیر آب‌وهوایی ایده‌آل هستند.
نتیجه‌گیری
پهپادها در حال حاضر صنعت کشاورزی را به طور گسترده تغییر داده‌اند و در سال‌های آینده به رشد خود ادامه خواهند داد. بازار پهپادهای کشاورزی به سرعت در حال رشد است و ارزش آن از ۴.۱۷ میلیارد دلار در سال ۲۰۲۲ به ۱۸.۲۲ میلیارد دلار در سال ۲۰۳۰ می‌رسد و نرخ رشد سالانه‌ای بالغ بر ۲۰.۳ درصد دارد.
پهپادها در ابعاد مختلفی از مزارع، از پایش مزارع گرفته تا افزایش امنیت، کاربردهای متنوعی یافته‌اند. داده‌هایی که این پهپادها جمع‌آوری می‌کنند تنها اعداد نیستند؛ بلکه مبنای «کشاورزی دقیق» محسوب می‌شوند و به کشاورزان کمک می‌کنند تا تصمیمات آگاهانه‌ای بگیرند که می‌تواند تا ۵ درصد بازدهی محصولات را افزایش دهد؛ این یعنی یک تغییر اساسی در صنعتی که به حاشیه‌های سود اندک معروف است.
با این که استفاده از پهپاد برای کشاورزان کوچک نیز مفید است، هنوز راه زیادی تا پذیرش کامل آن در پیش است.
واژه نامه
- کشاورزی دقیق (Precision Agriculture)
- شاخص تفاوت نرمال‌سازی‌شده پوشش گیاهی (Normalized Difference Vegetation Index – NDVI)
- سنجش مایکروویوی (Microwave Sensing)
- پهپادهای سم‌پاش (Spraying Drones)
- پهپادهای بذرپاش (Seed Planting Drones)
- فناوری برخاست و فرود عمودی، که به پهپادها این امکان را می‌دهد که بدون نیاز به باند پروازی بلند شوند و فرود بیایند. VTOL (Vertical Take-Off and Landing)
- پهپادهای JOUAV – برند مشخص پهپاد (JOUAV Drones)
- آبیاری با پهپاد (Drone Irrigation)
منابع
- Chlingaryan, A., Sucan, I. A., & Wiegand, C. (2017). Precision agriculture using UAVs: Applications and challenges. International Journal of Agricultural and Biological Engineering, 10(3), 1-11. https://doi.org/10.25165/j.ijabe.20171003.3442
- Karkee, M., Zhang, Q., & Lurie, S. (2018). Drones for agricultural applications: A review of recent advances. Journal of Field Robotics, 35(6), 790-806. https://doi.org/10.1002/rob.21752
- Li, Z., Wang, L., & Cheng, J. (2020). Advances in the application of unmanned aerial vehicles in precision agriculture. Computers and Electronics in Agriculture, 172, 105363. https://doi.org/10.1016/j.compag.2020.105363
- Tiwari, P., & Bansal, A. (2019). Drones in agriculture: A review of the potential, challenges, and applications. International Journal of Computer Applications, 179(18), 1-8. https://doi.org/10.5120/ijca2019919935
- Zhang, C., & Kovacs, J. M. (2012). The application of small unmanned aerial systems for precision agriculture: A review. Precision Agriculture, 13(6), 693-712. https://doi.org/10.1007/s11119-012-9273-3