Drönare kan hjälpa framtidens jordbrukare att identifiera flyghavre

Drönare kan hjälpa framtidens jordbrukare att identifiera flyghavre

Identifiering av flyghavre utifrån bilder tagna av drönare har haft vind i seglen och sedan år 2017 har en innovationsgrupp för landsbygden jobbat aktivt med projektet. Det har hänt mycket på två år och allt har inte gått enligt planerna, men resultat har man nog fått.

Automatisk identifiering av flyghavre och andra ogräs har prövats främst i laboratorier, men i och med EIP-projektet kunde man göra praktiska försök på åkrar med miniatyrhelikoptrar, dvs. drönare. Fokus låg framför allt på identifiering av flyghavre, denna tjänstemännens fiende.

År 2018 var ett arbetsfyllt år för EIP-projektet då det gällde identifieringen av flyghavre. Förra sommarens väder var idealiskt för att fotografera åkrar med drönare, men tekniken ställde till med problem. Drönartekniken är väldigt ny för ändamål som dessa, vilket kunde konstateras i ett tidigt skede.

 - Det blev problem med att minihelikoptern inte kunde flyga automatiskt och på tillräckligt låg höjd. Så den flög automatiskt på 30 meters höjd, men bilderna var alltför oskarpa och det var för svårt att urskilja flyghavreplantorna. Om drönaren flög utan automation fick vi fina bilder, men inte på rätt ställe. Det här blev projektets flaskhals, grämer sig docent Esa Tyystjärvi vid Åbo universitet som leder EIP-projektet.

På grund av de tekniska problemen senaste sommar införskaffades en egen drönare till projektet till den här sommaren. Den drönaren kan flyga automatiserat på 10 meters höjd. Förhoppningen är att kunna flyga på ännu lägre höjd.

Enkel GPS är inte tillräckligt exakt

Också GPS har gett extra huvudbry. Dess begränsningar har försvårat processen, för om det uppstår en eller ett par meters variation i den geografiska informationen om en minihelikopter som är ute och flyger, går det inte längre att fokusera lika exakt på flyghavreförekomsterna. I praktiken leder inexaktheterna till sämre möjligheter att samordna den ogräsinfo som samlats in från markytan och luften. Också detta borde den nya helikoptern kunna lösa med hjälp av noggrannare GPS-utrustning som kan visa helikopterns exakta läge då den tar bilder, så att den flyghavre som påträffas nu i sommar går att lokalisera med en centimeters noggrannhet.

- Även om det finns avancerad GPS-utrustning säljs den vanligen inte monterad till helikoptrar. Det handlar om ny teknik som kan berätta exakt var drönaren rör sig, och vi skaffade den av en rysk leverantör i början av året. De utbildade också forskarna i hur utrustningen används, berättar Tyystjärvi.

Den inexakta GPS-utrustningen gjorde det också svårt att sy ihop bilderna som drönarna tagit. Av de hopsydda bilderna utformades flygkartor, men det tog lång tid att göra dem.

- När man flyger på låg höjd är det inte tekniskt enkelt att sy ihop bilderna och det kunde ta upp till fem arbetsdagar för maskinerna att sy ihop bilderna av ett enda skifte, suckar projektforskare Tinja Pitkämäki.

Den nya helikopterns egenskaper gör det möjligt att helt frångå hopsyendet av bilder. En överraskande belastning för projektet utgjordes ännu av de långsamma datorerna, eftersom de hade svårt att klara av det stora antalet bilder som laddades i dem.

Vem skulle erbjuda tjänsten?

Ett serviceföretag som erbjuder minihelikoptrar för användning inom precisionsodlingen, det vill säga för att styra gödsling eller växtskyddsmedel bara dit det behövs, är just nu bara en utopistisk tanke.

- Det skulle vara svårt för serviceföretaget och jordbrukaren att avtala om en tid då helikoptern gör en flygning på åkern. Man måste flyga när tidpunkten är rätt och vädret gynnsamt, och det är svårt att avtala om i förväg. Med tanke på företagsverksamhetens kontinuitet vore det å andra sidan nödvändigt med ett tidsbokningssystem, funderar Tyystjärvi.

Det borde alltså vara möjligt för jordbrukaren att själv göra flygningar med minihelikoptern på de egna åkrarna när det behövs. Det här innebär att drönaren och dess applikationer bör vara enkla och lätta att använda utan vägledning.

- Dagens applikationer innehåller egentligen redan mer automatik än forskningen behöver, och fastän teknologin har avancerat oerhört mycket är den ännu inte helt tillförlitlig som dagligt verktyg för professionella användare. Den kommersiella utvecklingen måste fortfarande gå framåt innan det går att använda drönare på ett effektivt sätt inom jordbruket, nämner Pitkämäki.

I det här skedet skulle det vara svårt att sälja projektet till den stora allmänheten. Det utesluter ändå inte alternativet att det i framtiden vore möjligt att koda och klona tjänsten så att den blir bättre.

- Nu är det inte så att ”om du köper den här och trycker på knappen där, så är flyghavren puts väck”, förklarar Tyystjärvi.

Minihelikoptrarna är också dyra vilket inger betänkligheter. Priserna på bra drönare ligger alltjämt kring 5 000 euro och med tilläggsutrustning och utbildning i fotografering och flygning kan prislappen stiga till 10 000 euro. Man måste också komma ihåg att ett köp av en minihelikopter inte är en engångsutgift utan det krävs fortsatta investeringar. Det är inte säkert att gamla applikationer stöds utan programvarorna måste uppdateras regelbundet. För att det ska vara lönsamt för en jordbrukare att investera i en drönare, bör nyttan med den åtminstone motsvara drönarens pris.

Det finns också rum för förbättringar när det gäller drönarens egenskaper. Fastän drönare är vindtåliga är det svårt att dra nytta av den egenskapen, eftersom det inte är lätt att komma åt drönarens inställningar. Om säkerhetsgränsen överskrids måste drönaren genast kunna landa.

- Eller så slutar garantin att gälla, säger Tyystjärvi med ett skratt.

Projektets framtidsutsikter

Nu då projektet närmar sig sitt slut medger Esa Tyystjärvi att resultaten inte är helt tillfredsställande: ”Vi har inte kommit lätt undan i något som helst skede och drönarens tekniska problem blev en överraskning för oss”. Han nämner också att den viktigaste marknaden för drönare är som leksaker för barn och verktyg för reklambilder. Det behövs forskning kring olika användningssätt för drönare, så att drönartillverkarna också inriktar sig på dem. En drönare som flyger ovanför åkrarna har en massa potential, men ännu är vi inte redo att använda den för att identifiera flyghavre.

- Avsikten var från första början att göra ett projekt som är till nytta inom jordbruket. Inte att bara få en teoretiskt fin bild och en vetenskaplig text för publicering, fastän också de är ett plus, framhåller Tyystjärvi.

För att minihelikoptrarna ska ge maximal nytta inom jordbruket bör de göra också annat än bara ta bilder. 

- Till exempel besprutningshelikoptrar som man ser utomlands kunde användas vid sidan av fotograferingsdrönare. Om hela skiftet besprutas kan helikoptern inte ersätta en traktor, men till exempel då det växer ogräs på en viss plats på åkern kunde besprutning ske just där. För närvarande är flygbesprutningar ändå förbjudna i finsk lagstiftning, funderar Tyystjärvi.

Projektet igång med hjälp av EIP

Projektet startades med hjälp av finansiering för landsbygdsinnovationer. Före projektstarten hade man fotograferat åkrar med talkokrafter och genom att anlita ett serviceföretag. Resultatet var fina bilder som uppmuntrade till att fortsätta med arbetet. Med talkokrafter går det ändå inte att gå igenom alltför många hektar åker och därför kom finansieringsstödet väl till pass.

- Själva ansökningsmekanismen, rapporteringen och ekonomibiten i samband med EIP-projektet var väl organiserade och förlöpte smidigt. Allt som allt har det varit ett fint projekt och en bra erfarenhet, berömmer Tyystjärvi.

Projektaktörerna fungerade också som huvudarrangör för drönarkongressen Droonit maa- ja metsätaloudessa (Drönare i jord- och skogsbruket) i Nådendal 2018. Kongressen hade fler än hundra deltagare och internationella besökare. Evenemanget kommer att arrangeras regelbundet och nästa gång är det Tammerfors universitet och samarbetsparterna som står som arrangörer år 2020.