Дроны могут эффективнее измерять здоровье кукурузы, показало исследование

Исследователи из Университета Миссури обнаружили, что комбинация дронов и ИИ помогает фермерам эффективнее измерять здоровье кукурузы.

Вместо ручных устройств, которые медленны и непрактичны для больших полей, учёные обследовали поля кукурузы в центральном Миссури с помощью дронов, оснащённых специальными камерами. Анализируя изображения и данные с помощью искусственного интеллекта, команда смогла точно оценить уровень хлорофилла — ключевой показатель здоровья кукурузы.

Специальные камеры дронов фиксируют различные длины волн света, отражаемого растениями, такие как ближний инфракрасный свет и свет красного края спектра. Эти волны невидимы для человеческого глаза, но тесно связаны со здоровьем растений.

После объединения этих изображений с данными о почве исследователи использовали тип ИИ, известный как машинное обучение, чтобы быстро и с высокой точностью предсказать содержание хлорофилла в листьях кукурузы на всём поле.

Исследование возглавил Фэнкай Тянь, докторант, работающий в лаборатории Цзяньфэна Чжоу, доцента Колледжа сельского хозяйства, продовольствия и природных ресурсов.

Цель лаборатории — использовать инновационные технологии для повышения эффективности сельскохозяйственных систем. Азотные удобрения — одна из самых больших проблем для фермеров, выращивающих кукурузу. Задача — помочь фермерам увеличить урожайность, используя меньше химикатов, влияющих на окружающую среду. Точное земледелие позволяет вносить азот в нужное время, в нужном месте и в нужном количестве.

Поскольку кукуруза требует много азота для роста, знание конкретного содержания хлорофилла в каждом растении помогает фермерам решать, когда и сколько богатого азотом удобрения вносить. Избыток азота дорог и вреден для окружающей среды, а недостаток может замедлить рост урожая.

Исследователи надеются, что дроны станут инструментом для принятия более обоснованных решений по управлению посевами, что в конечном итоге позволит максимизировать урожай, экономя время, деньги и защищая окружающую среду.

В перспективе фермеры смогут заключать контракты с агротехнологическими компаниями, которые будут управлять дронами и обрабатывать данные, чтобы фермеры могли пользоваться преимуществами технологии, не будучи в ней экспертами.

Хотя это исследование было сосредоточено на кукурузе, требующей много азота, инновация, сочетающая аэроснимки с дронов и машинное обучение, в конечном итоге может помочь информировать фермеров о здоровье других, менее зависимых от азота культур, включая сою и пшеницу.

Исследование «Оценка содержания хлорофилла в листьях кукурузы с использованием аэрофотоснимков и машинного обучения» опубликовано в журнале Smart Agricultural Technology. Работа выполнена в сотрудничестве между Университетом Миссури и Службой сельскохозяйственных исследований (Agricultural Research Service), главным научно-исследовательским агентством Министерства сельского хозяйства США.