Naktinio matymo technologija žemės ūkyje - ar mums jų reikia?

Spalis 8, 2021

 

Kurdami pirmosios nakties matymo prietaisus kariniams tikslams, mokslininkai neįtarė, kad jų išradimas XXI amžiuje sulauks daug platesnio pritaikymo. Dabar NV technologija naudojama ne tik skirtingų šalių ginkluotosiose pajėgose. Jis populiarus tarp medžiotojų, laukinės gamtos stebėtojų, saugumo organizacijų ir pan. Tačiau tai ne mažiau naudinga žemės ūkiui ir ūkininkavimui. Nuostabu, koks racionalus žmogus gali būti, kad darbas taptų produktyvesnis ir lengvesnis! Kaip naktinio matymo technologija gali būti naudojama žemės ūkyje ir ar yra prasmės ją integruoti į šią sritį? Skaityk.

Naktinio matymo technologijų tipai
Trys skirtingos technologijos leidžia matyti tamsoje - naktinis, šiluminis ir aktyvus apšvietimas. Paskutinė parinktis leidžia jums gauti aukštos raiškos ir aiškumo vaizdą. Tačiau yra ir vienas didelis trūkumas - kad tokie prietaisai veiktų, reikalingas papildomas apšvietimas. Tokia technologija suteikia gerą vaizdą visiškoje tamsoje, tačiau žmonės ar gyvūnai gali matyti naudotoją dėl papildomo apšvietimo. Plika akimi nematomas naktinis matymas, o šiluminis regėjimas veikia, todėl jie dažnai naudojami. Naktinio matymo technologija išgyveno kelis „briaunojimo“ etapus, kad galėtume mėgautis nepriekaištingu šiuolaikinės NV įrangos darbu. Jos darbas pagrįstas visos turimos šviesos ir trumpųjų bangų spinduliuotės (fotonų) fiksavimu iš objektų ir pavertimu vienu šviesos srautu. Fotonai virsta elektronais ir praeina per vaizdo stiprintuvo vamzdelį, kur jų skaičius padidėja kelis šimtus kartų. Kuo daugiau elektronų, tuo aiškesnis ir ryškesnis vartotojo vaizdas. Šiluminis vaizdavimas yra paskutinis modernus naktinio matymo pramonėje. Šiluminio vaizdo kamera gali būti tokia maža, kad ją galima lengvai nešiotis kišenėje. Fotoaparatas turi terminius jutiklius, kurie fiksuoja aplink vartotoją esančių objektų šiluminę spinduliuotę, matuoja jų temperatūrą ir siunčia šiuos duomenis į įmontuotą mikrokompiuterį. Kompiuteris apdoroja informaciją ir vartotojo ekrane parodo aplinkinės erdvės šiluminį vaizdą. Duomenų fiksavimas ir apdorojimas yra toks greitas, kad vartotojas mato vaizdą nedelsdamas, tai yra realiuoju laiku.

Kokias problemas žemės ūkyje sprendžia NV ir televizija
Darbas ant žemės ir augalų priežiūra yra labai daug laiko reikalaujantis, brangus ir reikalauja nuolatinės kontrolės. NV ir televizijos technologijos leidžia išvengti daugelio problemų ir nereikalingų išlaidų ūkininkaujant, jei jos naudojamos teisingai:

• Žemesnė oro temperatūra naktį. Tai palengvina žmogaus ir technikos darbą; dirvos įdirbimą, purškimą ir kitus darbus daug lengviau ir greičiau atlikti patogiomis temperatūros sąlygomis.
• Galimybė dirbti laukuose dieną ir naktį, tai yra, lanksčiai dirbti darbuotojams. Lankstus ir patogus darbo grafikas sumažintų konfliktus komandoje.
• Minimali žala bitėms gėlių apdulkinimo metu. Bitės apdulkina augalus nuo saulėtekio iki saulėlydžio. Dienos tręšimo ir cheminio apdorojimo metu ūkininkai kasmet sunaikina tūkstančius šių gyvybiškai svarbių vabzdžių.
• Gebėjimas naikinti daugiau kenkėjų. Kartais kenkėjų sunaikinti neįmanoma. Taip atsitinka todėl, kad purškiant dieną jie yra ant dirvožemio po lapų apsauga, o jie pakyla tik vakare. Purškiant laukus naktį, bus sunaikintas maksimalus kenkėjų skaičius. Be to, ūkininkaujant naktį sumažėja laukinių gyvūnų ir paukščių sužalojimo lauke rizika dieną.

Kaip naktinis matymas ir šiluminis matymas gali būti naudingi ūkininkaujant
Šiuolaikinės technologijos gali padaryti didelę žalą gamtai, dėl kurios kenčia ir žmogus. Daugelyje šalių vėjo jėgainės įrengiamos ūkininkų laukuose. Gana dažnai paukščiai dieną ir naktį yra sužeisti ant savo menčių - šikšnosparniai. Tačiau paukščiai ir šikšnosparniai gelbsti laukus nuo vabzdžių armijos. Taigi, kai nėra paukščių ir šikšnosparnių, pasėlyje atsiranda vabzdžių. Naktinis ir šiluminis matymas leidžia ūkininkams efektyviai sekti judėjimą ore, kad būtų galima reguliuoti vėjo jėgainių darbą.

Šios technologijos turi ir kitų fantastiškų galimybių:

• Pasėlių būklės nustatymas. Stiebų ir lapų tankis gali nustatyti sergančių augalų buvimą. Sveiki augalai beveik neperduoda trumpų ir ilgų bangų, todėl atspindėtos energijos procentas yra mažas. Be to, žaliuose lapuose yra daug chlorofilo, todėl sunku praleisti bangas.
• Gyvybingų sėklų nustatymas. Pasėjus į žemę, galima nustatyti gyvybingas sėklas, kurios padidins derlių.
• Laistymo planavimas. Šilumos spinduliuotė ir dirvožemio dujų mainai leidžia nustatyti drėgniausias ir karščiausias lauko vietas. Norėdami taupyti vandenį, ūkininkai naudoja šilumines technologijas, kad surastų sausas vietas, kurias reikia skubiai laistyti.
• Augalų, užkrėstų patogeninėmis bakterijomis, identifikavimas. Naudojant šiluminę patikrą, galima nustatyti miežių miltligę, geltoną kviečių rūdį, agurkų lapų pažeidimus ir grybelį.
• Derliaus įvertinimas. Dažnai derlius ir pelnas iš jo pardavimo neatitinka ūkininko lūkesčių. Tačiau šiuolaikinės technologijos leidžia jiems preliminariai įvertinti derlių, kad būtų galima suprasti galimą pajamų sumą. Tokia prognozė įmanoma ne tik lauke augančioms kultūroms, bet ir vaismedžiams. Šilumos ir infraraudonųjų spindulių jutikliai leidžia nustatyti sveikus ir sergančius vaisius bei jų kiekį ant medžio.
• Brandos nustatymas. Infraraudonųjų spindulių intensyvumas leidžia nustatyti pasėlių brandos laipsnį. Paprastai tai galima padaryti vizualiai, tačiau jei jums reikia žinoti brandą didelėje teritorijoje, aukščiau pateiktos technologijos padės.
• Pažeistų vaisių ir daržovių nustatymas prieš transportavimą. Tai padeda nustatyti vaisius ir daržoves, kurie netrukus gali pradėti pūti. Darbuotojai gali purkšti trąšas ar pesticidus ant pasėlių bet kuriuo metu nuo saulėlydžio iki aušros. Purškimas naktį leidžia geriau apdoroti augalus, nes paprastai nėra vėjo arba jo gūsiai yra nereikšmingi. Be to, naktinis ūkininkavimas turi mažiau problemų dėl regėjimo dulkių. Naktinis matymas leidžia apsaugoti laukus nuo laukinių gyvūnų. Ūkininkai dažnai patiria nuostolių dėl kiškių, lapių, šernų ir kitų gyvūnų, kurie naktį trypia ar ėda jų pasėlius.

NV ir televizijos ateitis žemės ūkyje
Remiantis nuviliančiomis ekspertų prognozėmis, derlingas planetos dirvožemis kasmet vis prastėja. Drėkinimui trūksta vandens, laukus puola kenkėjai, nebūdingi tam tikrai klimato zonai. Tačiau tokie „siaubai“ daugeliui naktinio matymo gamintojų tapo tik akstinu išrasti ir tobulinti naujas technologijas. Kaip NV ir televizija bus integruoti į ūkio pramonę per ateinančius 5-10 metų? Mokslininkai žada mums fantastiškus pokyčius. Pavyzdžiui, plataus diapazono termovizoriai nustatys vietas, kuriose yra sausas dirvožemis. Tada šie duomenys bus perduoti kompiuteriui, o speciali programinė įranga sudarys drėkinimo maršrutą, nukreipiantį traktorius pirmiausia į problemines lauko sritis.
Dar viena kūrėjų idėja yra žemės ūkio mašinų automatizavimas. Naujos kartos traktorius ir kombainus galima valdyti nuotoliniu būdu. Naktinio matymo kameros parodys kryptį, o termovizoriai gali nustatyti gyvus žolės ar augalų stiebų objektus. Tai žymiai supaprastins darbą lauke naktį - bus galima iš viso neįtraukti personalo, nuotolinio valdymo reikmėms reikia tik poros operatorių.
Mokslininkai jau kuria didelės skiriamosios gebos naktinio matymo prietaisus. Tokie prietaisai aiškiai matys raides ir mažus elementus. Jų požiūris taip pat padidės. Netrukus tobulėjančios technologijos leis ūkininkams naktį skristi virš laukų dronu.
Šiluminiai vaizdai gali parodyti dirvožemio temperatūrą ir dirvožemio zonas, kuriose yra mažai maistinių medžiagų, vietoves su sergančiais augalais. Speciali programinė įranga apdoros šią informaciją, kad ūkininkavimas taptų pelningesnis ir produktyvesnis - darbuotojai trąšas ir pesticidus pateks į problemiškiausias vietas, nustatys vietas, kuriose yra daug dirvožemio drėgmės, ir daug daugiau. Kai kurie ūkiai jau įsigijo naktinio matymo optiką darbuotojams, dirbantiems laukuose naktį.
Žemės ūkis yra ketvirtas sektorius pagal modernizavimo ir plėtros galimybes pasaulyje. Į jį daug lengviau integruoti naujas technologijas nei į draudimą, statybą ar maitinimą. Tokios kompanijos kaip „John Deere“, „Syngenta“ ir Robertas Boschas aktyviai dirba kurdamos naujas technologijas žemės ūkio pramonei, kad jos taptų produktyvesnės ir derlingos. Automatizuoti ūkiai, kuriuose gerai koordinuojamas dienos ir nakties darbas, yra tikras projektas ateinantiems 10 metų.