Drónok a mezőgazdaságban

A dróntechnikában rejlő újszerű innovációs lehetőségek nagy hatást fognak gyakorolni a mezőgazdaságra, mert a drónok nem csak elősegítik, de tovább is fejlesztik a precíziós mezőgazdaság néven ismertté váló programokat.

 

Az elemző tanulmányok szerint 2050-ben várhatólag 9,5 milliárd ember fog a Földön élni, és előrejelzések szerint 70%-kal több élelmiszert kell előállítani, miközben a megmunkálható földterület csak 5%-kal növekszik. Az élelmiszer-termelésnek ezért lépést kell tartania a várható kereslet növekedésével. A fenntartható jövő érdekében elengedhetetlen az intelligens, precíziós mezőgazdaság felé való elmozdulás. Az elsődleges feladatok közé az adatgyűjtés és az adatfeldolgozás tartozik, amelyekhez szakértelemre és eszközökre van szükség. Az új eszközök között a drónok jelentős szerepet kapnak.

 

Mit nevezünk drónnak?

A drón szót a magyar köztudat a többrotorú (a helikopterhez hasonló módon repülő) villamoshajtású, rádió- (RC) távirányítású légi járműre használja. A szakirodalomban pontosabb az UAV (Unmanned Aerial Vehicle), vagyis pilóta nélküli légi jármű kifejezés alkalmazása, amely magában foglalja a rögzített szárnyú és a többrotorú légi járműveket is. A „dron” angol szó egyébként hímnemű méhet is jelent. A továbbiakban a rögzített szárnyú drónokkal most nem foglalkozunk, pedig ezeknek is van és lesz mezőgazdasági felhasználási jelentőségük. A drónokat használni lehet többek között játékra, családi szórakozásra, versengésre, fénykép-videofelvétel készítésre, adatgyűjtésre, teherszállításra, mezőgazdasági feladatokhoz, építőipari munkákhoz, közműellenőrzésekhez, rendőrségi és katonai célokra stb.

 

Drónok a mezőgazdaságban

A vállalkozások ma már igen széles választékkal kínálnak drónokat a mezőgazdaság számára. A dróntechnika bevezetésével a gazdaságok javíthatják a hosszú távú gazdasági eredményeiket. A drónokat különféle képalapú adatok gyűjtésére nagyon jól lehet használni, amelyek segítségével meghatározható a növények, a mezők és az állatállomány állapota (például növények esetében a növénymagasság, a növényszám, a növényegészségügy, a vízellátás, a tápanyagok jelenléte, a betegség jelenléte, a gyomok jelenléte, vadkár, viharkár, belvízkár stb.). A nagy teheremelő képességű drónok segítségével gyors és precíz munkavégzés is folytatható (például permetezés, műtrágyaszórás stb.).

  1. kép. DJI Phantom 4 Multispectral drón hattagú kamerarendszerrel (forrás: dji.com)

 

DJI Phantom 4 Multispectral

A DJI Phantom 4 Multispectral egy nagy pontosságú drón, amelyet a DJI kínai (Hongkong) vállalat mezőgazdasági célra fejlesztett ki (1. kép). Az új adatgyűjtő drón a beépített stabilizált integrált multispektrális képalkotó rendszerrel igen hatékonyan használható mezőgazdasági feladatokhoz, környezetmegfigyeléshez és egyéb célokhoz. A hattagú kamerarendszerrel a látható fény (RGB), a vörös él 730 nm (RE), a közeli infravörös 840 nm (NIR), a zöld 560 (G), a vörös 650 nm (R) és a kék 450 nm (B) fénysávokban 2 MP felbontással lehet képet készíteni. A termőterületen készített légi adatokhoz való könnyű hozzáférés és azok feldolgozása után növényspecifikus mutatók és paraméterek alkalmazásával elősegíthető a gazdaságosabb növénytermesztés megvalósítása.

A Phantom 4 drón néhány műszaki adata:

– tömeg 1.487 g,

– átlós távolság (légcsavarok nélkül) 350 mm,

– maximális repülési idő 27 perc,

– legnagyobb tengerszint feletti magasság 6.000 m,

– teljes sebesség 50 km/h,

– maximális emelkedési sebesség 6 m/s,

– legnagyobb süllyedési sebesség 3 m/s,

– üzemi hőmérséklet 0 és +40 oC között,

– lebegési pontosság függőlegesen és vízszintesen ±0,1 m,

– irányítási frekvencia 2,4 GHz vagy 5,7 GHz,

– maximális átviteli távolság 7 km,

– a repülőakkumulátor lítium, 5.870 mAh kapacitású,

– 15,2 V feszültségű és– nettó tömege 468 g.

 

American Robotics SCOUT SYSTEM

Az American Robotics vállalat, USA, a mezőgazdaság automatizálásra szakosodott drónokat fejleszt. A SCOUT SYSTEM (magyarul cserkészrendszer) a mezőgazdasági adatgyűjtésre szolgáló teljesen automatizált drónmegoldást kínál a felszállástól a leszállásig, az adatgyűjtéstől az adatfeldolgozásig, a dróntárolástól a töltésig (2. kép). A telepítés után a ScoutSystemben az adatgyűjtő drón önállóan végzi feladatát, a beprogramozásának megfelelően drónpilóta, emberi irányítás nélkül. A Scout drónok akár a termőterület közelében elhelyezett ScoutBase-en (cserkészbázison) tartózkodhatnak. Utasításra a töltő- és adatfeldolgozó bázis teteje kinyílik, a drón kirepül, és elvégzi adatgyűjtő feladatát, amelynek végeztével visszarepül, és leszáll a bázisra, aminek a teteje bezárul. A feldolgozott adatok weben keresztül a mezőgazdasági nagyvállalat irodájába kerülnek további felhasználásra. Az irodából egy vagy több önálló, autonóm drón működtethető, és bármikor, akár naponta utasíthatók az adatgyűjtési, adatfeldolgozási feladatok elvégzésére.

 

AirBoard AGRO

Az AirBoard eredetileg egy lettországi ipari dróngyártó vállalat, amely jelentős amerikai támogatással működik, Európában és San Franciscóban van irodája. Az AirBoard AGRO elnevezésű mezőgazdasági ipari permeteződrón volt az első, amelyik 100 liter térfogatú tartállyal rendelkezik (3. kép). Ez a drón autonóm, vagy rádióirányítással alkalmas folyékony permetezőszer és folyékony műtrágya nagypontosságú kijuttatására.

 

Az AirBoard AGRO néhány műszaki adata:

– maximális tartálykapacitás 100 liter,

– maximális repülési idő teli tartállyal 12 perc,

– üres tömeg 150 kg,

– maximális üzemi sebesség 18 m/s,

– permetező szélessége 3,05 m,

– villanymotorok összes teljesítménye 140 kW,

– akkumulátor kapacitása 88 Ah.

 

VoloDrone

A 2011-ben alapított Volocopter GmbH német vállalat a Volocity légitaxi termék mellett VoloDrone elnevezéssel ipari drónt is gyárt. A Volocopter együttműködve a John Deere vállalattal VoloDrone alapon nagy teljesítményű mezőgazdasági permeteződrónt készített (4. kép). A villamos hajtású, 18 rotoros drónnal, akár 30 perces repülési idővel 200 liter mennyiségű folyékony növényvédő szert, műtrágyát vagy fagyvédő anyagot lehet kijuttatni.

 

  1. kép. Az American Robotics vállalat SCOUT SYSTEM telepített drónrendszere (forrás: american-robotics.com)

 

A VoloDrone-John Deere permeteződrón fontosabb műszaki paraméterei:

– üzemi tömeg 700 kg,

– maximális terhelés 200 kg,

– maximális repülési sebesség 110 km/h,

– hatótávolság 30 km,

– drónmagasság 2,5 m,

– legnagyobb átmérő 11,3 m,

– energiaforrás 9 db lítiumion akkumulátor.

 

  1. kép. AirBoard AGRO mezőgazdasági ipari permeteződrón, 100 literestartállyal (forrás: https://www.airboard.co/agriculture-drone/)

 

  1. kép. A Volocopter és a John Deere mezőgazdasági permeteződrónja 200 literes tartállyal (forrás: https://www.volocopter.com/en/)

 

Az autonóm módon vagy rádiótávirányítással repülő VoloDrone alkalmazásával pontosabb és költséghatékonyabb munkát lehet végezni, mint mezőgazdasági helikopterrel.

 

A drónhasználat feltételei

A drón alkalmazása veszélyekkel jár, ezért használatához szaktudás és a reptetéshez érvényes hatósági engedély szükséges. Az eseti légtérhasználat kijelölése iránti kérelmet legalább harminc nappal a tervezett igénybevétel előtt, a katonailégügyi hatósághoz, az általa rendszeresített és a honlapján közzétett nyomtatványon kell benyújtani. Az eseti légtér kijelölése mellett a tevékenység végzésére más hatóság hatáskörébe tartozó egyéb engedélyek beszerzése is szükséges. A permetezéshez például az Agrár- és Vidékfejlesztési Minisztérium illetékes osztályától is engedélyt kell kérni. A drón használatához szükséges szakmai ismeretek oktatása hazánkban megkezdődött, több vállalkozás és oktatási intézmény különböző szintű képzést folytat.

 

Dr. Varga Vilmos
SZIE, Gépészmérnöki Kar, Járműtechnika Tanszék, Gödöllő

AirBoard AGRO American Robotics autonóm DJI Phantom drón dróntechnika hatósági engedély innováció John Deere légtérhasználat multispektrális növényspecifikus precíziós mezőgazdaság Volocopter VoloDrone
..