أبحاث BIS: أنظمة التوصيل بالطائرات بدون طيار وتطبيق تقنيات التركيبات والمساعدات عبرها

 

تلعب منتجات المواد الكيميائية لحماية المحاصيل دوراً محورياً في مكافحة الآفات والأمراض التي تصيب وتضر بإجمالي الإنتاج الزراعي، ويمكن أن تؤدي إلى خفض كمية وجودة الإنتاج الغذائي. إن التطبيقات المفرطة وغير المناسبة للمواد الكيميائية لحماية المحاصيل، مثل مبيد أعشاب، و مبيد حشري، و مبيد فطري، وغيرها، من خلال الرش اليدوي التقليدي، قد أدت إلى تكثيف العناصر الخطرة في البيئة. علاوة على ذلك، تتطلب هذه المواد الكيميائية لحماية المحاصيل أسعاراً مرتفعة، مما يؤدي إلى زيادة التكاليف التشغيلية. وبناءً على ذلك، برز دمج تقنيات الدقة لعملية رش هذه المواد الكيميائية كبديل مثالي لمعالجة القيود التي يواجهها المزارعون ولضمان الاستدامة البيئية. تغطي هذه المقالة النقاط التالية بالتفصيل حول:

- التطبيقات الرئيسية، وحالات الاستخدام، وسلبيات الطائرات بدون طيار (UAV) في الصناعة الزراعية
- تحليل أصحاب المصلحة: تأثير نظام التوصيل القائم على الطائرات بدون طيار على سلسلة توريد المساعد
- الشركات التي تنتج مساعدات متوافقة مع تطبيقات الطائرات بدون طيار
- الطائرات بدون طيار - مستقبل رش مبيدات الآفات

سوق الطائرات بدون طيار الزراعية حسب التطبيقات

إن التقدم في تكنولوجيا المركبات الجوية غير المأهولة/الأنظمة الجوية غير المأهولة (UAV/UAS) في مجموعة متنوعة من الصناعات، مثل الطيران والدفاع، والرعاية الصحية، والتجزئة، وغيرها، يؤدي إلى انتشار عدد من الاستخدامات في جميع أنحاء العالم، بما في ذلك الاستخدام المتزايد للطائرات بدون طيار في الزراعة. وتُستخدم هذه الطائرات بدون طيار، بالاقتران مع تحليلات بيانات الصور، على نطاق واسع في الصناعة الزراعية.

أصبحت صناعة الزراعة مفضلة لدى الشركات والمستهلكين المهتمين بالطائرات بدون طيار، ومن المتوقع أن تشهد إقبالاً كبيراً على الطائرات بدون طيار في السنوات الـ 5-10 القادمة. هناك طرق مختلفة تعمل بها المركبات الجوية غير المأهولة (UAVs) بفعالية على إعادة تشكيل ومساعدة دورة حياة المحاصيل الإجمالية، بناءً على قدراتها في التصوير، وجمع البيانات في الوقت الفعلي، والمعالجة، والتحليل، بما في ذلك:

- توفير خرائط ثلاثية الأبعاد دقيقة للتحليل المبكر للتربة، وهي مفيدة في تخطيط البذور وحالة المغذيات لتقليل التكلفة الإجمالية للزراعة والنفقات الأخرى
- ضبط الارتفاع، ومسح المزارع، ورش كميات مناسبة من السوائل (الأسمدة، مساعد)، وضمان تغطية موحدة للمنطقة المتضررة
- تتبع وتقييم نمو المحاصيل بدقة وتوفير بيانات حول عدم الكفاءة وأوجه القصور، فضلاً عن الإصابات البكتيرية أو الفطرية، وضمان إدارة أفضل للمحاصيل
- تحديد مناطق المزرعة الجافة، والأقل رياً، والتي تحتاج إلى تحسين، بمساعدة أجهزة الاستشعار، جنباً إلى جنب مع المركبات الجوية غير المأهولة (UAVs)

حالات استخدام نظام توصيل وتطبيق المركبات الجوية غير المأهولة (UAV) في الولايات المتحدة والهند وأفريقيا

تتصدر الولايات المتحدة حالياً سوق مساعدات الزراعة العالمي، حيث تفرض إدارة الطيران الفيدرالية (FAA)استخدام المركبات الجوية غير المأهولة (UAVs) للعمليات الزراعية في البلاد. يتم استخدام Yamaha RMAX، وهي مروحية غير مأهولة طورتها شركة Yamaha Motor Company، في الولايات المتحدة الأمريكية. وهي تتكون من دوار ذو شفرتين ويتم التحكم فيها عن بعد بواسطة مستخدم ضمن خط الرؤية. تم استخدام هذه المركبة الجوية غير المأهولة (UAV) في البداية فقط في اليابان لتطبيقات رش الزراعة، وهي معتمدة الآن للعمليات في اليابان وكوريا وتايلاند وأستراليا ونيوزيلندا والولايات المتحدة. كما قدمت شركة DJI، وهي شركة صينية مشهورة أخرى لتصنيع الطائرات بدون طيار، طائرة Agras MG-1 المصممة للتطبيق الدقيق لمبيدات الآفات بمعدل متغير. تعمل الشركة الآن على أتمتة هذه المركبات الجوية غير المأهولة (UAVs) لتطبيق المواد الكيميائية على المحاصيل واسعة المساحة.

وبالمثل، في الهند، نشر مزارع من ولاية هاريانا طائرات بدون طيار مخصصة يمكنها رش مبيدات الآفات جوياً على المحاصيل. هذه الطائرات بدون طيار (التي لم يتم تسميتها بعد) لها نسختان - تعمل يدوياً وتعمل تلقائياً، ويمكنها حمل حمولة 35 kg.

حتى في أفريقيا، يوجد لدى نحو 26% من البلدان لوائح صارمة تحكم استخدام المركبات الجوية غير المأهولة (UAVs). وقد نجحت دول مثل جنوب أفريقيا وموريشيوس ورواندا والمغرب وتنزانيا، من بين دول أخرى، في نشر المركبات الجوية غير المأهولة (UAVs) لفحص المحاصيل. في المغرب، تُستخدم أنظمة الطائرات غير المأهولة (UAS) بشكل أساسي للتطبيق الفعال للمواد الكيميائية لحماية المحاصيل. وتعد شركة Les Domaines Agricoles، وهي أكبر شركة زراعية مغربية، إحدى هذه الشركات التي تستخدم تكنولوجيا المركبات الجوية غير المأهولة (UAV) وتحليلات بيانات الصور لضمان التسميدالفعال.

تحليل أصحاب المصلحة - تأثير نظام التوصيل القائم على المركبات الجوية غير المأهولة (UAV) على سلسلة توريد المساعد

يساهم مزودو المركبات الجوية غير المأهولة (UAV)/الطائرات بدون طيار بفعالية بقيمة كبيرة في سلسلة توريد المحاصيل بأكملها. يعد رش المواد الكيميائية لحماية المحاصيل لمكافحة الأمراض والأعشاب الضارة والآفات حالياً أحد التطبيقات الناشئة للطائرات بدون طيار في قطاع الزراعة. يعمل مصنعو الطائرات بدون طيار على توسيع قدراتهم السوقية في هذه الصناعة من خلال الشراكة مع مختلف التعاونيات الزراعية والمستشارين الزراعيين.

يستخدم المزارعون المعلومات في الوقت الفعلي المستخرجة باستخدام المركبات الجوية غير المأهولة (UAVs) لتخطيط دورة محاصيلهم، وكذلك لاتخاذ قرارات أفضل. على الرغم من أن التكلفة الأولية للتنفيذ مرتفعة عند مقارنتها بالفوائد/العوائد المستلمة من هذه التكنولوجيا، إلا أن المركبات الجوية غير المأهولة (UAVs) كتكنولوجيا قابلة للتطبيق تعد استثماراً مبرراً.

يمكن لمصنعي مساعد والشركات التي تقدم منتجات المواد الكيميائية لحماية المحاصيل تقليل هدر مخزوناتهم والتخطيط المسبق وفقاً لذلك من خلال هذا النهج القائم على البيانات.

تلعب شركات الائتمان والتأمين دوراً مهماً في دورة المحاصيل، مع الأخذ في الاعتبار أن سبل عيش غالبية المزارعين تعتمد بشكل كبير على الإنتاج الزراعي. يحمي التأمين على المحاصيل المزارعين من أي شكل من أشكال الخسارة الناجمة عن فشل المحاصيل، بينما توفر مؤسسات الائتمان الائتمان اللازم لهم لشراء منتجات متطورة تكنولوجياًواستغلال مدخلاتهم الفعالة. ومن خلال تحليل المعلومات اللحظية التي تولدها الطائرات بدون طيار (UAVs) من الحقل، يمكن لهذه الشركات تقدير الجدارة الائتمانية للمزارعين ودفع التعويضات النقدية بدرجة أفضل من الموثوقية.

كما يمكن لخبراء الزراعة والموزعين العاملين في السوق استخدام مؤشرات المحاصيل المستخرجة وجداول الحصاد لتخطيط جداول التوزيع الخاصة بهم ومنع الخسائر.

الشركات المنتجة للمساعدات المتوافقة مع تطبيقات الطائرات بدون طيار (UAV)

تُستخدم المساعدات بشكل أساسي في الصناعة الزراعية لتحسين أداء المبيدات الحشرية ومبيدات الآفات ومبيدات الأعشاب، مما يعزز فعالية الكيماويات المستخدمة في حماية المحاصيل ويساعد في توفير توزيع أفضل وتقليل الانجراف. وفقاً لتقرير صادر عن BIS Research، من المتوقع أن ينمو سوق المساعدات الزراعية العالمي من 2.8 مليار دولار في عام 2016 إلى 3.6 مليار دولار بحلول عام 2021 بمعدل نمو سنوي مركب قدره 5.5% من 2016 إلى 2021. وتعد شركات مثل Adjuvant Plus Inc. و ORO AGRI و Helena Chemical Company و Wilbur Ellis Company LLC و Solvay AG و Nufarm Ltd. و Momentive LLC و Akzo Nobel Inc. و BASF SE و Evonik Industries و Elkem Silicones من اللاعبين الرئيسيين العاملين في سوق المساعدات الزراعية.

يعتبر انجراف الرش حالياً المشكلة الأكثر تحدياً التي تواجه القائمين بالرش ومصنعي مبيدات الآفات. حيث يمكن أن يلحق الضرر بالنباتات والحيوانات والبيئة، بل وقد يؤثر على صحة الإنسان. وقد ابتكرت الشركات مساعدات وتركيبات متوافقة مع تطبيقات الطائرات بدون طيار (UAV). هذه التركيبات (بخصائصها في الترطيب، والانتشار، والالتصاق، وتقليل التبخر، وأيضاً التحكم في انجراف الرش) لديها القدرة على تقليل أو حتى القضاء على مشاكل تطبيق الرش من خلال التحكم في الخصائص الفيزيائية والكيميائية.


يمكن الحكم على إمكانات المساعدات والتركيبات في تقليل انجراف الرش من خلال قياس أحجام قطرات الرش بتركيزات مختلفة. وبالتالي، فإن ضمان اختيار المساعد الصحيح للرش عبر الطائرات بدون طيار (UAVs) هو أحد الممارسات الرئيسية المعتمدة لتقليل الآثار السلبية لـ انجراف الرش.

سلبيات نظام التوصيل بـ UAVs لأغراض الرش

أحد السلبيات الرئيسية لنشر UAVs في المزارع لأغراض الرش أو غيرها هو التكلفة العالية الاستثنائية لـ UAVs المجهزة بالكامل، بما في ذلك المستشعرات والرادارات والأجهزة والبرامج ذات الصلة. وتزداد الأسعار المرتفعة بشكل أكبر عند دمجها مع تكلفة اكتساب المهارات الفنية والمعرفة بقيادة UAVs. وعلى الرغم من توفر خيارات UAVs أرخص، إلا أنها في الغالب غير مجهزة وغير كافية للعمليات الزراعية. في غالبية الحالات المتعلقة بمعدات UAVs، تزداد الكفاءة بشكل طردي مع ارتفاع الأسعار.

هناك شاغل رئيسي آخر للمستخدمين بشأن UAVs وهو الخصوصية. حيث يمكن لـ UAV جمع البيانات دون اكتشافها، مما يؤدي إلى خطر انتهاك الخصوصية. كما توجد بعض المخاوف المتعلقة بالسلامة عند التعامل مع UAVs، لذا يجب تزويدها بأنظمة الاستشعار والتجنب لمنع الاصطدامات المحتملة.

تختلف القواعد واللوائح الخاصة باستخدام UAV/ UAS للأغراض الزراعية عبر البلدان. على سبيل المثال، يعتبر استخدام UAVs لأغراض الزراعة نشاطاً تجارياً من قبل الحكومة الفيدرالية للولايات المتحدة. يحتاج المزارعون إلى الخضوع لتدريب المشغلين من FAA والحصول على شهادة من أجل التأهل للحصول على رخصة طيار عن بعد. ومن الإلزامي للطيارين عن بعد الالتزام بارتفاع محدد لرحلات UAVs، وقد يؤدي عدم الالتزام بذلك إلى غرامات وعقوبات ثقيلة.
وفقاً لوكالة تنظيم إدارة الآفات (PMRA) التابعة لوزارة الصحة الكندية، فإن رش مبيد حشري بمساعدة طائرة بدون طيار/UAV في كندا لا يزال غير مسموح به بموجب قانون منتجات مكافحة الآفات. ويتعين على المرء تقديم طلب إلى PMRA مع بيانات توضح المخاطر والأخطار الإضافية من أجل الحصول على الموافقة.

UAV- مستقبل رش مبيدات الآفات

بمساعدة التطورات الحالية في تكنولوجيا الطائرات بدون طيار، يعد الرش أحد تطبيقات تكنولوجيا UAV التي تشهد حالياً نمواً غير مسبوق في الصناعة الزراعية. ويكتسب نشر الطائرات بدون طيار في القطاع الزراعي معدل قبول مرتفع من قبل المزارعين في جميع أنحاء العالم. لقد مكنت الطائرات بدون طيار المزارعين من جمع بيانات لا تقدر بثمن لزيادة الأرباح والإنتاجية، إلى جانب التخفيف من المخاطر البيئية. وفقاً لتقرير صادر عن BIS Research، حقق سوق الطائرات بدون طيار/UAV الزراعي العالمي إيرادات تزيد عن 950 مليون دولار في عام 2018، حيث استحوذ تطبيق الرش بواسطة UAVs على ما يقرب من 9% من قيمة السوق. 

يؤدي استخدام الطائرات بدون طيار في مختلف تطبيقات رش مبيدات الآفات إلى كفاءة استهلاك الموارد من قبل المزارعين ويسمح بحماية المحاصيل من الآفات في الوقت المناسب. بدأ المستخدمون النهائيون في التعرف بسرعة على فوائد الكفاءة والقدرة على تحمل التكاليف التي توفرها الطائرات بدون طيار لضمان إنتاجية عالية ومحاصيل ذات جودة. ومن المتوقع أن يرتفع الطلب على الطائرات بدون طيار لغرض رش مبيدات الآفات بشكل أكبر في السنوات القادمة. ومع ذلك، لا تزال الخصوصية والسلامة تشكل مصدر قلق كبير للمزارعين. إن معالجة القضايا المتعلقة بالخصوصية والسلامة والأمن يمكن أن تساعد في التنفيذ الناجح لهذه التكنولوجيا.

لقد منحت تكنولوجيا الطائرات بدون طيار المستخدمين فوائد لا حصر لها بشكل فعال، مما يجعلها تستحق المخاطرة. سيتمكن المزارعون من توفير الوقت والطاقة والمال في إنتاج المحاصيل، إلى جانب عمل تكنولوجيا الطائرات بدون طيار بفعالية جنباً إلى جنب مع حماية البيئة ودرجات كفاءة الإنتاجية.

حول BIS Research

BIS Research هي شركة عالمية لاستخبارات السوق والاستشارات B2B تركز على تلك الاتجاهات التكنولوجية الناشئة التي من المحتمل أن تحدث طفرة في ديناميكيات السوق.

تركز تقاريرنا المتعمقة حول استخبارات السوق في تقنيات الزراعة والأغذية على تقديرات السوق، وتحليل التكنولوجيا، والتطبيقات الناشئة عالية النمو، وبيانات السوق المفصلة على مستوى الدولة، وغيرها من معايير السوق الهامة المفيدة في اتخاذ القرارات الاستراتيجية للإدارة العليا.

ما يميز BIS Research عن بقية اللاعبين هو أننا لا نقدم البيانات فحسب، بل نكملها أيضاً برؤى قيمة ومدخلات قابلة للتنفيذ لنجاح عملائنا.