Unele companii au făcut senzaţie în acest an când reprezentanţii lor au afirmat că vor utiliza de acum înainte drone pentru livrarea coletelor. În vreme ce tehnologia continuă să evolueze, numărul utilizatorilor şi al utilizărilor aeronavelor fără pilot nu încetează să crească. Necesitatea unui standard internaţional în acest domeniu este evidentă, dar care este legătura cu agricultura ?
Peste 7 miliarde de persoane depind de capacitatea unică a fiinţei umane de a cultiva solul planetei. Deşi culturile sunt solid înrădăcinate în sol, mecanismul misterios care permite creşterea lor poate fi înţeles numai dacă privim spre cer. Apa şi bioxidul de carbon sunt transformate în zahăr (şi în apă) de plante datorită energiei soarelui. Întrebaţi-i însă pe agricultorii care trăiesc din acest proces. Ei vor spune că solul produce acest miracol. În vreme ce lumina soarelui şi aerul necesar fotosintezei sunt gratuite, munca, combustibilul, produsele fitosanitare şi îngrăşămintele au un cost considerabil. Adesea, apa are şi ea un cost atât financiar, cât şi de mediu. Pentru ca agricultorii să îşi poată continua activitatea şi să răspundă necesităţilor unei populaţii al cărui număr creşte permanent (aproximativ 50 de copii s-au nascut de când aţi început să citiţi acest articol), trebuie să utilizăm mai bine aceste resurse. Aici intră în joc agricultura de precizie.
Ideea a fost lansată în anii ’80, dar tehnologia actuală îi permite să fie aplicată într-un mod pe care majoritatea dintre noi nu ni le-am fi putut imagina la vremea aceea. Pentru a obţine o explicaţie, trebuie din nou să scrutăm cerul sau să-i cerem explicaţii lui Cortney Robinson, secretar al subcomitetului tehnic SC 16 al comitetului tehnic ISO/TC 20, responsabil cu domeniul aeronavelor fără pilot, denumite curent drone.
O necesitate presantă
Cortney Robinson, director pentru infrastructura aviaţiei civile la Asociaţia Industriei Aerospaţiale (AIA) din Statele Unite, coordonează un grup de experţi care au sarcina de a elabora un standard internaţional cu privire la drone – ISO 21384. Domeniul de aplicaţie al standardului este vast şi ambiţios, format din trei părţi care se referă la specificaţiile generale, la sistemele de produse şi la procedurile operaţionale. Partea 1 se referă doar la cerinţele generale privind aeronavele fără pilot, destinate unei utilizări civile şi comerciale; ea nu acoperă utilizarea în scopuri militare sau de către state, deşi guvernele sunt invitate să le aplice. Specificaţiile generale ale Părţii 2 stabilesc cerinţe referitoare la proiectarea, fabricarea şi aeronavigabilitatea continuă a oricărei aeronave fără pilot, care, aşa cum vom vedea mai târziu, este un termen ce acoperă mai mult decât însăşi drona. ISO 21384-3 stabileşte cerinţe în domeniul procedurilor operaţionale. Se estimează că standardul va fi publicat în 2018.
Factorii din industrie aşteaptă cu nerăbdare publicarea unui standard internaţional. „Costul aeronavelor fără pilot a scăzut considerabil, iar popularitatea lor a crescut în acelaşi ritm, aceste aparate fiind utilizate acum şi în scopuri profesionale şi pentru petrecerea timpului liber”, declară Cortney Robinson. Registrul pe care îl ţine Administraţia Federală a Aviaţiei (FAA), în Statele Unite, cu privitoare la toate aparatele de zbor o demonstrează clar. „Deşi înregistrarea se face în mod benevol, majoritatea persoanelor pasionate aleg să îşi înregistreze drona în cadrul programului „Ce trebuie să ştiţi înainte de a zbura ?” şi cifrele arată o creştere impresionantă. Numărul total de aeronave (cu şi fără pilot) înregistrat în Statele Unite a trecut de la 260 000 în 2015, la peste 750 000 la ora actuală, la aeronavele fără pilot”.
Temeri care planează deasupra noastră
Îngrijorarea populaţiei în ceea ce priveşte dronele creşte însă cu aceeaşi viteză. Fie că este vorba despre protecţia vieţii private, de aparate dirijate la distanţă de utilizatori fără experienţă sau modificate în mod necorespunzător (unele exemple înspăimântătoare sunt prezentate pe YouTube), răspunsul furnizat la ora actuală de Statele Unite combină reglementările FAA, liniile directoare stabilite în domeniu şi bunul simţ. AIA, autoritatea în domeniu, desfăşoară împreună cu FAA o iniţiativă care îşi propune să integreze aeronavele fără pilot în spaţiul aerian naţional al Statelor Unite.
Abordarea diferă considerabil de la un stat la altul, dar în majoritatea lor, după cum explică Cortney Robinson, „este adoptată o abordare care îşi propune să limiteze riscurile, clasificând aeronavele în funcţie de dimensiunea lor (masă totală, sarcină utilă inclusă) şi de altitudinea la care zboară”. Această combinaţie conduce la o clasificare a riscurilor, în funcţie de care, la categoriile superioare, utilizatorii trebuie să posede acelaşi nivel de competenţă ca şi cum ei înşişi ar fi instalaţi în cocpitul aeronavei lor.
În domeniul agriculturii, aeronavele fără pilot pot zbura la o altitudine foarte scăzută (adesea, la mai puţin de 120 m, care reprezintă o valoare-limită pentru unele jurisdicţii), iar utilizatorul nu trebuie să deţină vreun permis, indiferent de model, cu excepţia celor mari. La numeroase drone, în mod deosebit când se pune problema să se elaboreze hărţi, comportamentul în timpul zborului este comandat de un software.
Mai mult decât o sumă de componente
De fapt, comanda la distanţă de către un software reprezintă o caracteristică a dronelor. Pentru a înţelege diferenţa dintre o aeronavă fără pilot şi un model redus, elaborat de un pasionat de construcţia de aeroplane, trebuie să ne gândim la componente. Partea aeriană a sistemului este fie o aeronavă cu suprafeţe portante care se aseamănă cu un aeroplan, fie o aeronavă propulsată de rotoare, adesea în număr de patru, şi care, în general, se numeşte cvadricopter. Celelalte componente cuprind partea terestră, un post de conducere la distanţă, un laptop sau chiar un smartphone. Acesta stabileşte destinaţia dronei, reacţiile sale pentru a menţine traiectoria şi informaţiile pe care trebuie să le colecteze. Drona şi postul de control la distanţă funcţionează împreună datorită legăturilor C2 (comandă şi control), cea de-a treia şi ultima parte a sistemului, care menţine comunicaţia aer-sol. Aceste aspecte diferite intră în domeniul lucrărilor ISO/TC 20/SC 16.
Planurile de zbor pentru agricultură utilizează, în general, mai multe culoare de-a lungul rândurilor de culturi. Imaginaţi-vă un câmp plantat cu grâu, în Canada, de exemplu. În statele din Preerii, care se pretează perfect culturii acestei cereale, o fermă se poate întinde pe o suprafaţă de 1 000 ha (5 km lungime şi 2 km lăţime). Pe jos, sunt necesare peste patru ore pentru a străbate acest perimetru, în vreme ce, cu reglajele corespunzătoare, întreaga zonă poate fi reprezentată în mod precis pe o hartă.
Lucrurile se lămuresc. Dronele pot efectua măsurători precise mult mai rapid decât un agricultor poate parcurge câmpul său. La această scară, datele de intrare şi deci economiile potenţiale sunt considerabile (acest câmp ipotetic ar putea necesita 150 de tone de îngrăşăminte pe bază de azot în fiecare an). Condiţiile de cultură pentru un câmp cu această suprafaţă variază mult: unele plante beneficiază de un sol adânc şi umed, în vreme ce, în alte părţi ale parcelei, terenul poate fi pietros şi uscat. Insecte şi ciuperci indezirabile pot forma colonii în unele zone. Unele plante vor creşte mai repede, în vreme ce unele seminţe nu au germinat încă etc.
De la pixeli, la tonele recoltate
Dacă agricultorul ar putea beneficia de o hartă care să conţină toate aceste informaţii, el ar putea fi în măsură să pulverizeze îngrăşăminte acolo unde solul este mai sărac, ar putea iriga doar zonele mai uscate şi ar trata doar plantele care trebuie protejate contra dăunătorilor. El ar putea face economii potenţiale considerabile, plantele ar fi sănătoase şi ar putea obţine randamente sporite. Iată un model de situaţie din care toată lumea câştigă: un mod de a practica agricultura utilizând tehnologia. Este un mod economic şi foarte rentabil, care contribuie la protecţia mediului şi asigură hrana pentru întreaga planetă.
Cum se poate elabora însă o astfel de hartă şi cum este posibil ca, odată întocmită, agricultorul să o transpună în acţiuni ? I-am pus aceste întrebări lui Jorge Fernandez, expert în domeniul tratării imaginii şi responsabil pentru soluţiile aplicate în agricultură într-o firmă de informatică denumită Pix4D. Întreprinderea a fost creată la Lausanne, în Elveţia, în 2011. Ea dezvoltă software-uri foarte competitive, care convertesc imaginile captate de o dronă în ceea ce domnul Fernandez numeşte „hărţi de reflectanţă în 2 D de calitate topografică precise din punct de vedere radiometric şi geometric, ortomozaicuri, precum şi nori de puncte tridimensionale şi modele de suprafaţă”.
Există numeroase aplicaţii ale lucrărilor sale, de la domeniul imobiliar la măsurarea suprafeţei unui teren, la modelele 3 D ale arborilor gigantici de sequoia care deschid cercetărilor noi perspective cu privire la CO2 absorbit de aceşti copaci foarte bătrâni. Dar, pentru plantele care asigură hrana omenirii, cele care sunt însămânţate, recoltate şi consumate în fiecare an, cum funcţionează software-ul ? „Distingem, în esenţă, trei faze: în primul rând, datele sunt culese în timpul zborului, apoi milioane de puncte (date) sunt interpretate şi compilate pentru a întocmi o hartă care indică în mod precis reflectanţa plantelor, indiferent de condiţiile meteorologice; în sfârşit, agricultorul sau un consultant în domeniul agronomiei stabileşte o soluţie pe baza hărţilor cu indici generaţi”, explică domnul Fernandez. Această soluţie specifică nivelul datelor de intrare pentru fiecare parte a câmpului.
Dincolo de ceea ce percepe ochiul uman
Drona transportă, în general, un echipament puţin mai sofisticat decât un aparat de fotografiat. „Pentru agricultură, una din opţiunile cele mai curent utilizate este un captator multispectral. Asemănător cu un aparat de fotografiat, acesta este dotat cu cinci obiective distincte, fiecare dintre ele captând o culoare a spectrului luminos”. Unele din aceste lungimi de undă nu pot fi percepute de ochiul uman, dar sunt esenţiale pentru fotosinteză. Cum funcţionează el ? Joge Fernandez afirmă: „Lungimile de undă din afara domeniului vizibil pot să ne ofere indicaţii, de exemplu, ele pot arăta dacă o plantă este stresată sau dacă este afectată de o insectă dăunătoare înainte ca simptomele să fie vizibile, în cursul unei cercetări cu ochiul liber, pe teren. Agricultorul poate atunci să meargă să o examineze mai îndeaproape pentru a determina cauza problemei”.
Unul dintre cele mai curente tipuri de hărţi este NVDI (indice standardizat de diferenţă a creşterii plantelor), care indică zonele libere de câmp care nu pot fi văzute de o fotografie clasică. „Este un indicator foarte fiabil al stresului hidric”, adaugă domnul Fernandez, subliniind că a angaja un profesionist sau a cumpăra o dronă reprezintă o investiţie judicioasă întrucât „schemele recurente de stres pot fi identificate, fapt care înseamnă că planurile pe termen lung pot fi elaborate pentru zonele problematice şi că agricultorii pot utiliza în mod optim terenurile lor în fiecare an”.
Să producem mai mult utilizând mai puţine resurse !
Populaţia lumii continuă să se înmulţească şi, odată cu ea, presiunea asupra resurselor şi a terenurilor agricole. În vreme ce viitoarele tehnologii pot să ne ofere noi căi pentru sporirea productivităţii, pare improbabil că vom asista la o dezvoltare similară cu cea de la începutul secolului XX (înmulţirea de patru ori a randamentului datorită procedeului Haber-Bosch şi al îngrăşămintelor de sinteză). Totuşi, dat fiind faptul că acest proces consumă o cantitate de energie care echivalează cu un litru de păcură pentru a transforma azotul din aer într-un kilogram de îngrăşăminte, răspunsul este că trebuie să consumăm mai puţine produse de acest tip.
A profita de cele mai noi tehnologii în domeniul protecţiei şi al nutriţiei culturilor, a gestiona apa în mod durabil şi a ne baza planurile agronomice pe date concrete par a fi formula de succes pentru a continua să asigurăm hrana planetei. Ultima generaţie de aeronave fără pilot oferă această posibilitate unui număr tot mai mare de agricultori, inclusiv a celor din statele în curs de dezvoltare. Pe măsură ce utilizarea lor se dezvoltă şi pune populaţia rurală în contact cu dronele, este urgent să se elaboreze un standard internaţional pentru a asigura securitatea utilizatorilor şi a publicului şi pentru a folosi în mod optim această tehnologie. Din fericire, ISO/TC 20/SC 16 tocmai lucrează la el.
FIGURI ŞI SUBTITLURI
Numărul total de aeronave fără pilot înregistrate în Statele Unite a depăşit
750 000.
