Comparar un vehículo aéreo no tripulado con una máquina de imágenes por resonancia magnética puede parecer extraño, pero así es como lo ve el director del Instituto de Investigación de Geosistemas de la Universidad Estatal de Mississippi.
«La planta es el paciente, los agrónomos son los médicos y yo soy el que trabaja en la máquina de resonancia magnética», dijo Robert Moorhead, director de GRI y profesor Billie J. Ball de Ingeniería Eléctrica e Informática en la Facultad de Ingeniería de MSU Bagley. .
Los UAV, que vuelan por encima de los tractores pero muy por debajo de los aviones tripulados, son los instrumentos más nuevos utilizados en la agricultura de precisión. El estado de Mississippi posee certificados de autorización de la Administración Federal de Aviación para operar vehículos aéreos no tripulados con fines de investigación, y los científicos de la Estación Experimental Agrícola y Forestal de Mississippi han estado utilizando la aeronave pilotada a distancia en varios estudios.
Los funcionarios de la FAA están desarrollando regulaciones para el uso comercial de vehículos aéreos no tripulados, y el Congreso ha fijado una fecha límite de septiembre de 2015 para que la agencia establezca reglas específicamente para sistemas aéreos pequeños no tripulados. Hasta ahora, el equipo aéreo ha sido aprobado para uso comercial solo en una capacidad muy limitada.
Mientras tanto, Moorhead y sus colegas de GRI están trabajando con los agrónomos de MAFES y los especialistas del Servicio de Extensión de MSU para incorporar el uso de UAV en la investigación agrícola específica del sitio. Moorhead dijo que los científicos están utilizando el equipo aéreo en investigaciones relacionadas con el riego, el crecimiento de las plantas, el manejo de nutrientes y la aplicación de herbicidas.
La agricultura de precisión requiere una serie de otras tecnologías, incluida la teledetección, los sistemas de posicionamiento global y los sistemas de información geográfica, explicó Moorhead. Estas tecnologías están diseñadas para recopilar y analizar datos específicos del sitio que se pueden usar para crear y aplicar recetas efectivas para cada centímetro de un campo agrícola.
Antes de la llegada de los aviones no tripulados, los datos de teledetección debían recopilarse con satélites, instrumentación terrestre y aviones piloteados.
“Los UAV ahora son otra herramienta de detección remota disponible para recolectar datos visuales y multiespectrales”, dijo Moorhead. “La agricultura de precisión se basa en datos y la tecnología UAV agrega otra capa significativa de datos para que los investigadores y, en última instancia, los consultores y productores de cultivos la evalúen y utilicen de manera significativa”.
En un estudio reciente sobre el crecimiento de las plantas de maíz, el personal de GRI trabajó con Brien Henry, profesor asociado en el Departamento de Ciencias de Plantas y Suelos de MSU. Henry y su equipo plantaron varios híbridos de maíz en distintas fechas y densidades de plantas. De marzo a mayo de 2014, plantaron de 20.000 a 40.000 plantas por acre en campos de Starkville, Brooksville y Verona.
Utilizaron vehículos aéreos no tripulados para recopilar datos de la población de plantas, como el progreso de la emergencia, la altura de las plantas, las etapas de crecimiento, las plantas por acre y la cantidad de hojas desplegadas. Si bien el estudio de Henry estaba en su segundo año, esta fue la primera vez que se utilizó la tecnología UAV para aumentar la investigación sobre el terreno.
«Estaban volando por encima de sus cabezas y recolectando datos visuales y multiespectrales», dijo Henry. «Al mismo tiempo, el equipo de tierra estaba analizando los datos para asegurarse de que las imágenes de arriba eran lo que realmente estábamos viendo en el suelo».
Henry dijo que el objetivo principal de su investigación es el desarrollo de programas informáticos automatizados que puedan reconocer plántulas individuales y determinar de manera rápida y precisa la densidad de plantas en un campo plantado. Los mapas espacialmente explícitos de las poblaciones de plantas permitirían a los productores tomar decisiones oportunas e informadas sobre la replantación, explicó.
Los UAV son capaces de volar tan bajo como 100 pies sobre el suelo, mientras que los aviones pequeños tripulados deben operar a elevaciones entre 2,000 y 3,000 pies. Por supuesto, los satélites solo pueden mirar hacia abajo desde la órbita espacial. Claramente, una diferencia de altitud puede afectar dramáticamente las resoluciones.
Henry dijo que los UAV pueden acercarse a una resolución de aproximadamente un octavo de pulgada, mientras que los aviones y satélites se limitan a recopilar imágenes a resoluciones de aproximadamente 18 pulgadas. Además, las imágenes de UAV pueden recolectarse durante el mal tiempo, y un UAV puede cubrir aproximadamente 1,000 acres en una hora.
Para los investigadores, el componente más crítico del UAV es su sistema de carga útil: la cámara. Varias cargas útiles pueden recopilar imágenes visuales y multiespectrales y video de alta definición en tiempo real.
El UAV y su carga útil también ofrecen ventajas adicionales:
• Los datos se pueden recopilar como una sola imagen o mosaicos que muestren porciones o un campo completo;
• Los UAV son mucho más rápidos de acceder y menos costosos que los aviones tradicionales utilizados para inspeccionar los campos; y
• Los datos de la carga útil de un UAV se pueden descargar inmediatamente a una tableta o teléfono inteligente, lo que permite a los investigadores evaluar la información de manera rápida y eficiente.
«La tecnología UAV proporciona ojos adicionales en el campo», dijo Henry. «Espero que algún día la tecnología ayude a los productores a evaluar y abordar los posibles problemas de los rodales de forma rápida y precisa».
Wes Burger, director asociado de MAFES, dijo que la agricultura de precisión actualmente abarca una gran cantidad de aplicaciones basadas en datos.
“Estas aplicaciones se basan en investigaciones sólidas que caracterizan las relaciones entre los fenómenos observables y el rendimiento de la planta”, dijo Burger. “La investigación en agricultura de precisión consiste en conectar datos con decisiones. Los datos significativos dentro de esas aplicaciones ayudan a impulsar todas las decisiones que toma el agricultor en el campo «.
Burger dijo que el objetivo de la investigación de vehículos aéreos no tripulados es recopilar datos que aumentarán y mejorarán las prácticas de gestión actuales para que los agricultores puedan aumentar el rendimiento, la productividad y las ganancias al tiempo que mejoran la gestión ambiental.