Öönägemise tehnoloogia põllumajanduses - kas me vajame neid?

Oktoober 8, 2021

 

Arendades esimese öise nägemise seadmeid sõjaliseks otstarbeks, ei kahtlustanud teadlased, et nende leiutis saaks 21. sajandil palju laiemat rakendust. Nüüd kasutatakse NV -tehnoloogiat mitte ainult erinevate riikide relvajõududes. See on populaarne jahimeeste, eluslooduse jälgijate, turvaorganisatsioonide jms seas. Kuid see pole vähem kasulik põllumajandusele ja põllumajandusele. On hämmastav, kui ratsionaalne saab inimene olla, et muuta töö produktiivsemaks ja lihtsamaks! Kuidas saab öise nägemise tehnoloogiat põllumajanduses kasutada ja kas on mõtet seda sellesse valdkonda integreerida? Loe edasi.

Öönägemise tehnoloogiate tüübid
Kolm erinevat tehnoloogiat võimaldavad teil pimedas näha - öine nägemine, termiline nägemine ja aktiivne valgustus. Viimane valik võimaldab teil saada suure eraldusvõime ja selgusega pilti. Kuid on ka üks suur puudus - selliste seadmete tööks on vaja täiendavat valgustust. Selline tehnoloogia tagab hea pildi täielikus pimeduses, kuid inimesed või loomad näevad kasutajat lisavalgustuse tõttu. Palja silmaga ei näe öist nägemist ja termiline nägemine töötab, nii et neid kasutatakse sageli. Öönägemistehnoloogia on läbinud mitu faasimise etappi, et saaksime nautida kaasaegsete NV -seadmete veatut tööd. Selle töö põhineb kogu saadaoleva valguse ja objektidelt peegelduva lühilaine kiirguse (footonite) jäädvustamisel ja selle muutmisel üheks valgusvooks. Fotonid muutuvad elektronideks ja läbivad kujutise võimendi toru, kus nende arv suureneb mitusada korda. Mida rohkem elektrone, seda selgem ja heledam on kasutaja pilt ekraanil. Termiline pildistamine on öise nägemise tööstuse viimane tipptehnoloogia. Termokaamera võib olla nii pisike, et seda saab taskus hõlpsalt kaasas kanda. Kaameral on termoandurid, mis koguvad kasutaja ümbritsevate objektide soojuskiirgust, mõõdavad nende temperatuure ja saadavad need andmed siis sisseehitatud mikroarvutisse. Arvuti töötleb teavet ja kuvab kasutaja ekraanil ümbritseva ruumi soojuspildi. Andmete hõivamine ja töötlemine on nii kiire, et kasutaja näeb pilti viivitamata, see tähendab reaalajas.

Milliseid probleeme NV ja TV põllumajanduses lahendavad
Maapinnal töötamine ja taimede eest hoolitsemine on väga aeganõudev, kallis ja vajab pidevat kontrolli. NV- ja TV -tehnoloogiad võimaldavad õige kasutamise korral vältida paljusid probleeme ja tarbetuid kulutusi põllumajanduses:

• Öösel madalam õhutemperatuur. See hõlbustab nii inimese kui ka tehnika tööd; mullaharimist, pihustamist ja muud tüüpi tööd on mugavates temperatuuritingimustes palju lihtsam ja kiirem teostada.
• Võimalus töötada põllul päeval ja öösel, st muuta personalile paindlikuks. Paindlik ja mugav töögraafik vähendaks konflikte meeskonnas.
• Minimaalne kahju mesilastele lillede tolmlemise ajal. Mesilased tolmeldavad taimi päikesetõusust loojanguni. Päevasel väetamisel ja keemilisel töötlemisel hävitavad põllumehed igal aastal tuhandeid neid elutähtsaid putukaid.
• Võimalus tappa rohkem kahjureid. Mõnikord on kahjurite hävitamine võimatu. See juhtub seetõttu, et nad on päevase pritsimise ajal lehe kaitse all pinnasel ja ronivad üles alles õhtul. Põldude pihustamine öösel hävitab maksimaalse arvu kahjureid. Lisaks vähendab öine põlluharimine päeval metsloomade ja -lindude vigastamise ohtu.

Kuidas öine nägemine ja termiline nägemine põllumajanduses kasulikud võivad olla?
Kaasaegsed tehnoloogiad võivad loodusele suurt kahju teha, mille tagajärjel kannatab ka inimene. Paljudes riikides on tuulikud paigaldatud põllumeeste põldudele. Üsna sageli on linnud päeval ja öösel oma labadel vigastatud - nahkhiired. Kuid linnud ja nahkhiired päästavad põlde putukate armee eest. Niisiis, kui linde ja nahkhiiri pole, ilmuvad põllukultuurile putukad. Öine nägemine ja termiline nägemine võimaldavad põllumeestel tõhusalt jälgida õhus liikumist, et reguleerida tuulikute tööd.

Nendel tehnoloogiatel on muid fantastilisi võimalusi:

• Põllukultuuri seisundi määramine. Varre ja lehtede tihedus võib määrata haigete taimede olemasolu. Terved taimed peaaegu ei edasta lühikesi ja pikki laineid, seega on peegeldunud energia protsent väike. Samuti sisaldavad rohelised lehed palju klorofülli, mis raskendab lainete läbimist.
• Elujõuliste seemnete määramine. Pärast mulda külvamist saab kindlaks teha elujõulised seemned, mis suurendavad saaki.
• Kastmise ajastamine. Soojuskiirgus ja pinnase gaasivahetus võimaldavad määrata põllu kõige niiskemad ja kuumemad kohad. Vee säästmiseks kasutavad põllumajandustootjad termilist tehnoloogiat, et leida kuivad alad, mis vajavad kiiret kastmist.
• Patogeensete bakteritega nakatunud taimede identifitseerimine. Kuumuse sõeluuringu abil on võimalik määrata odra jahukaste, nisu kollast roostet, kurgilehtede kahjustusi ja seeni.
• Saagikuse hindamine. Sageli ei vasta saak ja selle müügist saadav kasum põllumehe ootustele. Kuid kaasaegsed tehnoloogiad võimaldavad neil teha esialgse saagikuse hinnangu, et mõista võimalikku sissetuleku summat. Selline ennustus on võimalik mitte ainult põllul kasvavate põllukultuuride, vaid ka viljapuude puhul. Termilised ja infrapunaandurid võimaldavad määrata terveid ja haigeid vilju ning nende kogust puul.
• Küpsuse määramine. Infrapunakiirguse intensiivsus võimaldab teil määrata põllukultuuri küpsusastme. Tavaliselt saab seda teha visuaalselt, kuid kui peate teadma küpsust suurel alal, aitavad ülaltoodud tehnoloogiad.
• Kahjustatud puu- ja köögiviljade määramine enne transportimist. See aitab kindlaks teha puu- ja köögivilju, mis võivad varsti mädanema hakata. Töötajad võivad põllukultuuridele väetisi või pestitsiide pritsida igal ajal päikeseloojangust koiduni. Öine pihustamine võimaldab taimi paremini töödelda, sest tavaliselt pole tuult või selle puhangud on tähtsusetud. Samuti on öisel põllumajandusel vähem probleeme nägemistolmuga. Öine nägemine võimaldab kaitsta põlde metsloomade eest. Põllumehed kannatavad sageli kahju jäneste, rebaste, metssigade ja muude loomade poolt, kes öösel nende vilja tallavad või söövad.

NV ja teleri tulevik põllumajanduses
Ekspertide pettumust valmistavate prognooside kohaselt muutub planeedi viljakas muld aasta -aastalt viletsamaks. Niisutamiseks napib vett, põldudele ründavad kahjurid, mis pole konkreetsele kliimavööndile omased. Kuid sellised "õudused" said paljude öise nägemise tootjate jaoks lihtsalt tõuke uute tehnoloogiate leiutamiseks ja täiustamiseks. Kuidas integreeritakse NV ja TV järgmise 5-10 aasta jooksul põllumajandustööstusse? Teadlased lubavad meile fantastilisi arenguid. Näiteks tuvastavad laiaulatuslikud termokaamerad kuiva pinnasega alad. Seejärel edastatakse need andmed arvutisse ja spetsiaalne tarkvara koostab niisutamise marsruudi, et suunata traktorid peamiselt põlluprobleemidesse.
Veel üks arendajate idee on põllumajandusmasinate automatiseerimine. Uue põlvkonna traktoreid ja kombaine saab juhtida kaugjuhtimisega. Öönägemiskaamerad näitavad suunda ja termopildistajad suudavad tuvastada elusad objektid rohus või taime vartes. See lihtsustab oluliselt tööd öösel põllul - personali on võimalik üldse mitte kaasata, kaugjuhtimiseks on vaja vaid paari operaatorit.
Teadlased töötavad juba välja suure eraldusvõimega öise nägemise seadmeid. Sellised seadmed näevad selgelt kirju ja väikseid elemente. Samuti suureneb nende vaatepilt. Varsti tehnoloogia täiustamine võimaldab põllumeestel öösel drooniga põldude kohal lennata.
Termopildid võivad näidata mulla temperatuuri ja mullavööndeid, kus on vähe toitaineid, haigete taimedega alasid. Spetsiaalne tarkvara töötleb seda teavet, et muuta põllumajandus kasumlikumaks ja tootlikumaks - töötajad rakendavad väetisi ja pestitsiide kõige probleemsematele piirkondadele, tuvastavad kõrge mullaniiskusega alad ja palju muud. Mõned talud on juba ostnud öise nägemise optika töötajatele, kes töötavad öösel põllul.
Põllumajandus on maailmas kaasajastamise ja arenguvõimaluste poolest neljas sektor. Uute tehnoloogiate integreerimine sellesse on palju lihtsam kui kindlustus, ehitus või toitlustus. Sellised ettevõtted nagu John Deere, Syngenta ja Robert Bosch töötavad aktiivselt põllumajandustööstuse uute tehnoloogiate kallal, et muuta see tootlikumaks ja suure saagikusega. Automatiseeritud talud koos hästi koordineeritud päeva- ja öötööga on järgmise 10 aasta jooksul üsna tõeline projekt.