植物が高温になっているのは、水分が不足して健康状態が悪化していることを示す初期の警告サインであり、そのため作物の温度の監視は多くの農家にとって優先課題となっている。しかし、それを行うには適切な機器が必要である。
赤外線カメラは熱を検知して画像に変換できるが、大型で扱いにくく、高価である。赤外線センサーは安価だが画像を提供しないため、中規模および大規模の圃場では正確な監視が難しい。
現在、研究者らは、低コストで正確かつ視覚的な作物の温度データを提供する新たな手法を開発した。通常のデジタルカメラと小型赤外線カメラを特別に設計された構造に組み合わせることで、このシステムは温度データと詳細な画像の両方を提供でき、農家に作物に関する大量の情報をもたらす。
「赤外線カメラを使って作物の温度を監視することは、植物と土壌や日陰などの背景要素を区別するのが難しいため、扱いが難しい場合がある」と、ミズーリ大学農業・食料・天然資源学部の生物工学の非常勤教授であり、米国農務省の農業技術者でもあるケン・サダス氏は述べている。
「小型赤外線カメラにデジタルカメラを組み合わせることで、作物の温度を非常に詳細かつ正確に調べることができるシステムを開発した。」
掲載誌「Computers and Electronics in Agriculture」で報告されたとおり、両カメラは同じ区域について、視覚的に詳細な写真と赤外線画像という2つの異なる画像を同時に生成する。「Multi-band System for Imaging of a Crop Canopy（作物の樹冠画像化のためのマルチバンドシステム）」と呼ばれるこの構成により、農家はデジタルカメラの画像から問題のある区域を特定し、温度を光の強度に対応付けた赤外線画像でそれらの区域を分析することができる。
土壌、日陰、その他の非植物要素を画像から自動的に除去するアルゴリズムと組み合わせることで、このカメラシステムは、より高価な赤外線カメラを購入することなく、個々の植物の具体的な必要量に応じて農家が作物へ正確に灌漑を行うことを可能にし、収量を最大化し水利用を最適化する。
「中規模の農家は広大な圃場を持っているが、高価な監視機器を購入する資金が必ずしもあるわけではない」とサダス氏は述べる。「私たちのシステムは、より手頃なコストで広域にわたる精密な監視を可能にする。これは、より大きな利益を得られる農家にとって良いことであり、作物に依存するすべての人々にとっても良いことだ。」
このシステムは農家に販売される前にさらなる微調整が必要であり、今後の改良版では、汎用性を高めるためにドローンを組み込む可能性がある。
