IE 6: Využití dronů pro ochranu plodin

IE6_content

Využití dronů pro ochranu plodin

Inovační Experiment 6

Tento inovační experiment se zaměří na využití dronů pro monitorování a ochranu plodin.

DEFINICE PROBLÉMU
ŘEŠENÍ

Dobrý zdravotní stav plodin a optimální fyzikální, chemické a biologické vlastnosti půdy jsou důležitými znaky účinků určitých technologií šetrných k životnímu prostředí a efektivity řízení v rostlinné výrobě. V současné době se diagnostika zdravotního stavu a výživného stavu plodin provádí většinou na základě znalostí a zkušeností agronomů a dlouhodobých půdně-klimatických informací o dané výrobní oblasti. Chybí však jednotné postupy a metodiky pro spolehlivé rozhodování. Nyní vysoce aktuální téma výzkumu a plně v souladu s působností AgriHub CZ&SK je dáno v době rozvoje informačních technologií a inteligentních systémů pro podporu rozhodování. Těžiště činnosti je zaměřeno na hodnocení zdravotního stavu hospodářsky významných zemědělských plodin a na hodnocení výskytu koncentrací škůdců a chorob v cílové plodině a půdě.
V současné době využívají zemědělci pro diagnostiku výživy a zdravotního stavu plodin svá subjektivní hodnocení, resp. rady odborníků nebo distributorů hnojiv a přípravků na ochranu rostlin. Tato diagnostika je v mnoha případech nepřesná a vede zemědělce k chybným rozhodnutím s negativním dopadem na produkci, a tím i ekonomickou efektivnost podniku. Současné trendy nám říkají, že právě dvourozměrné optické systémy a počítačové vidění představují směr, který směřuje k vývoji nových inovativních metod identifikace a lokalizace konkrétních objektů. Široká škála možností využití těchto technologií napomáhá jejich rozvoji a nalézá nové způsoby jejich využití a implementace v zemědělských strojích.
Na jedné straně je vizuální detekce a rozpoznávání objektů pomocí multispektrálních snímků velmi komplexní problém, ale zemědělec může reagovat na aktuální situaci variabilněji, kdy se situace v zemědělském sektoru často a rychle mění.
Na druhé straně je možné sledovat současně několik oblastí, protože zpracování dat může být podstatně složitější. Mapované oblasti lze analyzovat, identifikovat a realizovat pomocí 2D, resp. pomocí 3D systému zpracování obrazu mnohem přesněji než současné existující senzorové systémy a metody. Faktory nákladů a produktivity se přidávají v konkrétních typech aplikací, například při mapování zemědělských ploch nebo při lokalizaci konkrétních objektů, které jsou globálně pozitivní (užitečné) pro standardizaci celého detekčního a kontrolního systému pro podporu rozhodování.

Hlavním cílem činnosti je vyvinout metodiku snímání, hardwarové a softwarové řešení schopné určit souřadnice každé oblasti spolu s jejími geometrickými rozměry, aby bylo možné poskytnout přesné informace v podobě map oblastí s výskytem plevelů, škůdců a chorob nebo oblastí s nízkou koncentrací živin, a to pomocí komerčně dostupných bezpilotních vozidel, která budou obsahovat specializovaná snímací zařízení.
Navrhovaná metodika identifikace problematických oblastí vybrané plodiny bude vyplývat z naměřených dat, ať už v obrazové podobě prostřednictvím specializovaných kamer, nebo ze senzorů. Následně budou identifikovány problematické oblasti v plodině a poté bude určen předpokládaný charakter, rozsah a příčina poškození. Systém určí souřadnice, navrhne postupy, metody a dávkování a bezpilotní zařízení aplikují určené látky.

Autonomní a nezávislý odběr vzorků rostlin pro důkladnou identifikaci plevelů, chorob nebo škůdců ve vybrané plodině a odběr vzorků půdy pro stanovení fyzikálně-chemických vlastností bude realizován ve dvou formách:

Vyšší plodiny - s využitím komerčně dostupných bezpilotních vozidel doplněných o unikátní robotické zařízení určené pro vlastní odběr, skladování a přenos biologického materiálu;
Nižší plodiny - mobilní autonomní zařízení bude obsahovat robota pro odběr, skladování a přepravu vzorků půdy a biologického materiálu.

(Informační) systém na podporu rozhodování v oblasti automatizovaného vyhodnocování naměřených a shromážděných údajů za účelem přesné aplikace chemických látek k likvidaci plevelů, škůdců a chorob v plodině nebo přidávání živin do půdy. Součástí systému pro podporu rozhodování bude mobilní aplikace, která bude poskytovat informace o přesné lokalizaci pro aplikaci chemických látek na základě vytvořených map a signálů GPS.
Cílová skupina (pro koho je inovace přínosem)
Primární cílovou skupinou jsou zemědělci a společnosti nabízející služby pro zemědělce a vyrábějící nebo prodávající produkty a/nebo stroje pro zemědělskou výrobu.
Nové obchodní a ekonomické příležitosti vznikají přímo z výroby a prodeje technologií a nepřímo v podobě obchodních příležitostí založených na službách - pronájmu technologií zemědělců a dalších zúčastněných stran.
Sekundární cílové skupiny navíc představují instituce, jako jsou univerzity, výzkumné a vývojové společnosti, vládní orgány, které mohou výsledky využívat pro účely vzdělávání, výzkumu a vývoje nebo kontroly.