Om det var möjligt att ge varje kvadratfot av gården exakt vad den behöver, när den behöver det, två saker skulle hända:bönder skulle få en större skörd, och använda mindre ingående "" vatten, gödselmedel, fungicid, pesticid, etc. Detta innebär mindre kostnader för både lantbrukare och för miljön.

Detta, forskare säger, är vad drönare kan göra för gårdar. De flyger över fält, samla in data som går långt utöver vad det mänskliga ögat kan se, såsom små skillnader i temperatur som indikerar växtstress.

Drönare kan låta skrämmande "" i själva verket föredrar forskare termen UAV eller UAS (obemannat flygplanssystem) "" men de förutspås allmänt vara ett banbrytande verktyg för bönder. En färsk rapport från en internationell UAS-industrigrupp fastställde att precisionsjordbruk och allmän säkerhet representerar 90 procent av de potentiella marknaderna för drönare i USA.

Just nu, dock, Federal Aviation Administrations regler för användning av drönare i USA är knepiga. Kommersiell användning av drönare är inte tillåten, även om bönder som flyger en drönare under 400 fot över privat egendom "för personligt bruk" - och inte i närheten av en flygplats - är i klartext. (Offentliga universitet kan också få ett Certificate of Waiver or Authorization (COA) för obemannade flygplan, och sedan arbeta med gårdar.)

FAA planerar att börja tillåta kommersiella drönare 2015, men det finns redan mycket arbete som görs och pengar investeras i tekniken. Särskilt:Indiana State Universitys Innovate Indiana Fund och Bob Young, grundare av open source mjukvaruföretaget Red Hat, finansierar ett kanadensiskt UAS-företag som heter PrecisionHawk, som har ett amerikanskt huvudkontor i Indiana.

"Jordbruket är en mycket sofistikerad bransch och bönder är mycket datahungriga - och de har inte blivit väl betjänade, historiskt sett, att tillhandahålla dessa uppgifter. De behöver data på begäran, de behöver det mycket hög upplösning och de behöver det ofta.'

’

PrecisionHawks president Ernest Earon ser jordbruk som en av de mest lovande applikationerna för drönare. "Jordbruket är en mycket sofistikerad bransch och [bönderna] är väldigt datahungriga - och de har inte blivit väl betjänade, historiskt sett, att tillhandahålla dessa uppgifter. De behöver data på begäran, de behöver det mycket hög upplösning och de behöver det ofta, " han säger.

Företagets obemannade flygfarkost (UAV), kallad "Lancaster, "väger tre pund, mäter tre fot lång och är designad så att gårdar inte behöver någon expert på personal. Planet i sig är lätt att sjösätta - det kastas upp i luften för hand och kan användas med ett antal olika "plug and play" bildsensorer, inklusive termisk (infraröd) och hyperspektral, att samla in fältdata som både är synliga och inte synliga för det mänskliga ögat. Med olika sensorer och algoritmer, odlare kan skärpa in på specifika problem eller information, såsom markfuktighet eller växtsjukdom.

"Växter tenderar att gulna i band [som i det elektromagnetiska spektrumet] som vi inte kan se innan de blir gula i banden vi kan se, ” förklarar Earon. "Vad du gör när du flyger de här multispektrala sensorerna är att du tittar i dessa band för att se stressorerna som dyker upp i grödan i olika frekvenser, innan du skulle se dem i de visuella banden. Så två växter som båda ser gröna ut visuellt, en av dem kan genomgå en hel del stress från vattenstress eller torkastress, temperatur eller skadedjur.”

Samma koncept sträcker sig till boskap - sjuka djur blir något varmare, och infraröda sensorer kan ta upp de små skillnaderna i temperatur.

Data laddas upp till molnet och bearbetas av PrecisionHawk - företaget tar betalt per hektar för datahantering. Priserna börjar på $0,10 per acre för databehandling och $0,20 per acre för ett års datalagring. Faktiskt, Earon säger att företaget ser sig själv som ett dataföretag, snarare än ett drönarföretag. Han föreställer sig en "app store"-modell som skulle tillåta, säga, någon i North Dakota med en förstklassig algoritm för att upptäcka potatisbränna, att licensiera det till andra jordbrukare. (Inte överraskande, Bob Young är angelägen om öppen källkod.)

PrecisionHawk UAV använder sin inbyggda intelligens för att bestämma kvaliteten på bilderna som den samlar in. Om bilderna samlas in med en hög konfidensnivå kommer UAV:en att ladda upp data till molnet automatiskt. Den multispektrala vyn överlagrar de visuella bilderna som visar ett normaliserat vegetationsindex som visar vegetation i nära infrarött ljus som detekterar klorofyll i växter.

PrecisionHawk avslöjar inte några av sina kunder, men UAS-forskare vid Indiana State University, som har arbetat med flera olika obemannade fordon, ger Lancaster-systemet utmärkta recensioner.

"Hittills har det varit en av de bästa plattformarna som vi har använt när det gäller noggrannhet, kommer tillbaka till land, bilderna, att kunna ta informationen som den fick när den var i luften och trä ihop den på marken och få bra bilder "" det har nog varit det bästa, säger Jeff Hauser, chef för programmet för obemannade system vid universitetets tekniska högskola. Han är också brigadgeneral i Indiana Air National Guard.

Hausers kollega Richard Baker, som är chef för Indiana State Universitys Center for Unmanned Systems &Human Capital Development, tror att ett system som PrecisionHawks skulle vara vettigt för många bönder, noterar att den genomsnittliga storleken på gården i USA är 418 hektar.

"Om du kom till den storleken, Jag tror att det definitivt skulle vara värt investeringen, säger Baker. "En mycket liten bonde, Jag vet inte om det skulle vara värt det eller inte, men om du har en bra gård, Jag tror att du skulle tjäna pengarna tillbaka ganska snabbt."

Baker gissar att bönder kan minska sin användning av herbicider och bekämpningsmedel med 40 procent, och deras användning av konstgödsel med så mycket som 50 procent. "Jag menar att vi pratar om enorma minskningar av kostnaden - och bättre kvalitet på grödorna, " han säger.

Och den tanken slår helt klart fast. Hauser säger vid en obemannad systemkonferens att han och Baker deltog i Kansas i oktober, utställningsbåsen dominerades av jordbruksapplikationer.

"Det är första gången vi någonsin har sett det, " han sa. "Vi blev förvånade över antalet människor där bara för att se det."

(Alla bilder med tillstånd från PrecisionHawk.)