پهپاد کاربردهای گوناگونی در علوم کشاورزی و مدیریت مزارع دارد. کاربردهای استفاده تجاری از هواپیماهای بدون سرنشین (UAVs) که بنام پهپادها (drones) بیشتر شناخته شده هستند، از دهه 1980 شروع شد. امروزه کاربرد پهپاد در بخشهای مختلف صنعتی به سرعت در حال گسترش است. پهپادهای كشاورزی وسايل پرنده بدون سرنشينی هستند كه همانند يك روبات قادر هستند با هزينه پايين و در هر زمان، اطلاعات محصولات را جمع آوري يا در امور سمپاشی و كاشت بكار گرفته شوند. پهپادها را مي توان هم توسط كاربر و هم با برنامه ريزي از قبل هدايت و كنترل نمود. معمولا پهپادهای كشاورزی را با برنامه ريزی قبل از پرواز هدايت و كنترل مي كنند.
به عنوان یک فناوری هوایی، یک پهپاد می تواند به راحتی به منطقه کشاورزی مورد نظر دسترسی داشته باشد، خواه یک فضای کوچک باشد یا یک میدان باز. پهپاد منطقه را بررسی می‌کند و تصاویر باکیفیتی می‌گیرد که می‌تواند به تنهایی مورد استفاده قرار گیرد یا به نقشه‌های سه‌بعدی دقیق تبدیل شود – همه اینها بدون ایجاد مزاحمت برای کشاورزان، محصولات آنها یا محیط اطراف می باشد. این به کشاورزان اجازه می دهد تا الگوهای کاشت بذر خود را بهتر برنامه ریزی کنند، تجزیه و تحلیل خاک را انجام دهند و از نحوه رشد گیاهان خود به روز بمانند. علاوه بر این، آنها می توانند به هر مشکلی که در زمان واقعی ایجاد می شود، مانند مسائل مربوط به آفات یا سایر بازدیدکنندگان ناخواسته، عملکرد محصول، آب و هوا و سایر موارد احتمالی کشاورزی رسیدگی کنند.
بررسی و تحلیل خاک و زمین
پهبادها می‌توانند نقشه‌برداری دقیق از زمین از جمله اطلاعات ارتفاع را ارائه دهند که به کشاورزان اجازه می‌دهد هر گونه بی‌نظمی را در مزرعه پیدا کنند. نقشه برداری سه بعدی واقعی از منظره با پوشش دقیق رنگ خاک مهمترین کاربرد برای ارزیابی وضعیت خاک است. این به تعیین دقیق حرکت رطوبت و آب در خاک و همچنین کیفیت خاک کمک می کند. از پروازهای چرخه ای می توان برای ردیابی محصولات و فرآیند کشاورزی در طول دوره رویشی استفاده کرد و به برنامه ریزان این امکان را می دهد تا فعالیت ها را برنامه ریزی کنند و در صورت بروز مشکلات به سرعت به آنها پاسخ دهند.
داشتن اطلاعات در مورد ارتفاع مزرعه در تعیین الگوهای زهکشی و نقاط مرطوب/خشک که امکان 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 کند.
بذر پاشی و کاشت محصول
اگر چه هنوز کاشت بذر با استفاده از پهپاد ها به امری متداول تبدیل نشده است ، با این حال بعضی از برند های تولید کننده پهپاد مدل هایی را مخصوص این کار طراحی کرده اند . این گونه سیستم ها می توانند غلاف های حاوی دانه را به سمت زمین های زراعی شلیک کنند و مواد مغذی را داخل خاکی که از قبل آماده شده است بکارند . لازم به ذکر است که این روش هزینه های کاشت بذر را به مقدار قابل توجهی کاهش می دهد و در مدت زمان کوتاه تری به پایان می رسد .استفاده از پهپاد برای کاشت بذر یا کاشت نهال می تواند دقت و کارایی را افزایش دهد. برای کاشت محصولات در مکان های دورافتاده یا در مزارع وسیع، این بسیار مفید است.
پهپادهای سمپاش
سمپاشی محصولات کشاورزی یکی دیگر از روش های کشاورزی است که در آن از فناوری پهپاد استفاده می شود. هنگامی که در دهه 1980 از هلیکوپترهای بدون سرنشین مجهز به دستگاه سمپاش و مخازن آفت کش برای سمپاشی مزارع کشاورزی در ژاپن استفاده شد، این فناوری برای اولین بار در عمل به کار گرفته شد. پهپادهای معمولی سمپاشی فعلی به لطف ظرفیت بیش از ده لیتری مخزن سموم دفع آفات مایع و سرعت تخلیه بیش از یک لیتر در دقیقه، می توانند یک هکتار را در 10 دقیقه پوشش دهند. با این حال، برای استفاده واقعی از فناوری پهپاد به عنوان یک پلت فرم پاشش، سمپاشی باید با قابلیت‌های تصویربرداری، پردازش و تجزیه و تحلیل خودکار فوق‌الذکر مرتبط و هماهنگ شود تا مناطق یا گیاهان آسیب‌دیده با دقت درمان شوند. چنین استراتژی هم منجر به بهبود دوز در مناطق مشکل دار و هم کاهش استفاده عمومی از آفت کش ها در منطقه می شود.
از پهپادهای سمپاش نیز می توان برای کوددهی و آفت کش ها با دقت بیشتری نسبت به روش های سنتی استفاده نمود که می تواند به کاهش مقدار مواد شیمیایی مورد استفاده و اثرات زیست محیطی کمک کند. همچنین با استفاده از هواپیماهای بدون سرنشین برای شناسایی و هدف قرار دادن علف های هرز، استفاده از آفت کش ها ممکن است کمتر ضرورت داشته باشد.
علاوه بر موارد ذکر شده ، پهپادها بسته به نیاز پروژه خاص ممکن است به انواع حسگرهای داده تصویر مجهز شوند. ارزیابی سلامت گیاهان کشاورزی بیشترین کاربرد را برای داده های تصویری دارد. مدیریت خسارت کشاورزی یکی از کاربردهای اولیه فناوری هواپیماهای بدون سرنشین است که امروزه بیشتر و بیشتر در بیمه مورد استفاده قرار می گیرد. شمارش و فهرست‌بندی گله‌های حیوانات یکی دیگر از کاربردهای کمتر آشکار برای عکاسی و قابلیت‌های نقشه‌برداری از هواپیماهای بدون سرنشین است. وقتی از دوربین‌های مادون قرمز با وضوح بالا استفاده می‌شود، هر حیوانی با یک علامت حرارتی مشخص نشان داده می‌شود که دقت شمارش را در مقایسه با روش‌های سنتی افزایش می‌دهد. فعالیت‌های پیچیده‌تر اکنون به لطف توسعه برنامه‌های دوربین مادون قرمز برای نظارت بر گله امکان‌پذیر است. یک دوربین مادون قرمز با وضوح بالا که برای فوکوس روی یک حیوان استفاده می شود، امکان تشخیص و درمان سریع حیوانات بیمار را با مقایسه دمای حیوان با حیوان دیگر فراهم می کند.
سخن آخر
امروزه با توجه به قیمت بالا و عدم توانایی پهپادها در پروازهای طولانی استفاده از آنها محدودتر است ولی تکنولوژی پهپاد ها و مولتی روتور های مختلف روز به روز در حال پیشرفت است و با توجه به تعداد فوق العاده زیاد برند ها و شرکت هایی که در این صنعت فعالیت می کنند ، به احتمال زیاد قیمت پهپاد ها و تجهیزات همراه آن ها در آینده کاهش پیدا خواهد کرد . علاوه بر آن انتظار می رود محدودیت هایی همچون مدت زمان پرواز و برد عملیاتی نیز برطرف شوند .
