CN113631027A - 用于独立释放生物制剂以进行精确生物害虫控制的多用途板载系统 - Google Patents
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Abstract
一种多用途嵌入式系统，通过但不限于无人驾驶飞行器‑UVA(或无人机)自动化不同输入物的释放过程，以对害虫进行精确生物控制。该系统包括高性能多用途电子装备(硬件)、GPS/GLONASS/GALILEO专用接收器或与飞机共享的GPS/GLONASS/GALILEO接收机以及四种不同的专用机电释放器，分别命名为BioBOT‑松散寄生卵释放器、BioCOTe‑松散团块释放器、BioMITe‑活体输入物(螨)释放器和BioFUNgus‑干粉中的有益真菌的释放器。该系统使整个生物控制链完全合规，包括生产、监视、集成数字规划、精确和受控的释放以及可靠的报告。
Description
简要介绍
本申请涉及“用于独立释放生物制剂以进行精确生物害虫控制的多用途板载系统”的发明专利申请，特别是一种多用途嵌入式系统，以控制释放不同生物制剂的过程，每个释放器具有其释放格式，用于通过常规手段(例如，背包步行)、陆地交通工具(例如，摩托车、拖拉机、单端口等)、有人驾驶飞机(例如，农用飞机、实验的其它小型交通工具等)、无人驾驶飞行器(例如，UAV-无人驾驶飞行器、RPA-遥控飞机、无人机等)的生物害虫控制的自动化。委托人(depositor)是NCB SISTEMAS EMBARCADOS EIRELI-EPP公司，并且发明人是其研发管理合伙人兼法定代表人Fernando Garcia Nicodemos。
一般而言，在图1所示的完整版本中，多用途嵌入式系统可以构成为与四个不同的专用机电释放器一起操作，分别是BioBOT-松散寄生卵释放器(20)、BioCOTe-单质量释放器(30)、BioMITe-活体输入(螨类)释放器(40)和BioFUNgus-有益真菌粉末释放器(50)，这些借助于控制电缆(1)单独或同时被触发和控制，简称为释放器或“分配器”，对于每种不同的生物制剂，从存储隔间以松散的形式收集输入并通过上面提到的手段和交通工具执行受控和/或地理参考的释放；并且多用途电子控制装备(10)，根据图1，当配置有和/或使用电缆或不使用电缆而通过蓝牙接口(2)连接到便携式计算机(70)时，执行由释放器或“分配器”以ml/ha(毫升每公顷)或g/ha(克每公顷)或ml/min(毫升每分钟)或g/min(克每分钟)为单位释放的生物制剂的确切量的控制，其中一个或多个释放器单独或同时激活。
多用途嵌入式系统可以由市场上可获得并且在上面提到的手段和交通工具中配备的其它导航和引导系统通过标准通信接口连接或控制。它也可以经由控制电缆(1)由人机触摸屏接口(60)连接或控制，或经由蓝牙接口(2)由移动设备(70)(例如，智能电话、平板PC、膝上型计算机、无人机板载计算机等)连接或控制，具有对通过无线电信号(4)连接、经由USB电缆(5)互连的交通工具(100)(例如，无人机)的控制无线电(80)的支持，其软件或应用允许多嵌入式系统的管理和配置使用云支持，使用经由互联网(3)的数据传送，以及通过专门为单独或同时的四个机械释放器的兼容性和自主操作开发的任务规划器执行释放的任务规划和重点区域的地理参考数字测绘，也在图1中示出。
多用途嵌入式系统及其生成的信息可以通过基于云的软件系统(90)进行管理，用于远程跟踪、任务和路线规划、产品批次管理、发布前和发布后的简档的生成、自动害虫监视以及后续和释放报告的生成，也在图1中示出。
技术领域
本发明的专利申请的嵌入式系统目标主要应用于农业领域，用于以松散格式释放生物制剂，用于作物中的精确生物害虫控制。
生物制剂的释放可以与根据由NCB SISTEMAS EMBARCADOS EIRELI-EPP的管理合伙人，自然人Fernando Garcia Nicodemos撰写的专利BR1020140117938的液体喷雾系统进行比较。虽然有相似之处，但这个系统不能被用于或适应这项新的专利申请，因为活体“干”输入物(生物制剂)的释放有其特殊性，不同于在涉及液体输入时执行和优化的内容。虽然使用了现有硬件技术的一些知识，但根据该新专利的目标，为了满足不同生物制剂的释放，硬件接口、软件和机电要求的处理与先前专利的目标是不同的。
背景技术
目前，世界农业面临的主要挑战之一是促进经济、社会、环境和安全之间的最优平衡。生物害虫控制是人类使用的最古老的策略之一。由于有机杀虫剂的滥用所造成的各种不平衡以及对环境问题的认识，生物控制及其在该领域的创新在世界舞台上占据了越来越大的空间。“生物控制的基本前提是通过利用农业害虫和传播疾病的昆虫的天敌来控制它们，这些天敌可以是其它益虫、捕食性螨类、寄生蜂和微生物，如真菌、病毒和细菌”。
随着精准农业的发展，陆地和空中交通工具(例如，拖拉机、摩托车、有人和无人驾驶飞机等)中的嵌入式电子导航系统已成为越来越多的被采用和不可或缺的装备。虽然还有其它卫星导航系统(例如，GALILEO—欧洲系统、GLONASS—俄罗斯系统等)，但这些装备的接收器绝大多数使用的是北美GPS—全球定位系统。最近，出现了同时使用多于一个或所有这些导航系统的组合的接收器，从而使解决方案更加准确。
一般而言，今天的巴西市场仍然与通过当前生物控制过程中的范例阐明的进化形成对比：手动释放。很少有机械化选项，并且集成度和控制也低。为了举例说明目前在释放中使用的规程，以及与本专利的创新目标的比较，采用四种主要的不同生物制剂及其松散的“配方”，但不限于这些，与这个专利的四种释放目标有关的有：昆虫赤眼蜂(以松散的寄生卵形式)和螟黄足盘绒茧蜂(以松散的团块形式)、螨类的加州新小绥螨(以松散的活体形式)和有益真菌球孢白僵菌(以松散的干粉形式)。
目前用于利用赤眼蜂进行生物控制的最常用规程是按平行线人工分布包含内部“粘”有寄生卵(例如，被赤眼蜂寄生的卵)的小纸片(纸板)，平行线的每条线之间具有预定义的间隔，以确保覆盖所需区域(部分或全部)。
用于通过盘绒茧蜂进行生物控制的规程类似于赤眼蜂的规程，但是，使用小塑料杯(不可生物降解)或其它可生物降解或不可生物降解的纸封装，其中包含盘绒茧蜂蛹的团块的集合。在这些团块中的昆虫出生后，这些塑料杯被打开并按平行线放置并且在每条线之间的预定点处，以确保覆盖所需区域(部分或全部)。
与上面给出的规程类似，加州新小绥螨通过标准小瓶或药袋在每条线之间的预定点处手动分布，以确保覆盖所需区域(部分或全部)。这种格式只允许对小区域或温室进行服务。有一些自动化尝试，稍后描述。
在白僵菌的情况下，最常用的规程是在该输入物与水混合之后喷洒液体。这与允许将这些真菌以松散的干粉进行干喷的装备仍然存在差距。
为了更好地定义与现有技术相关的条件，图2大体图示了合作者(A1、A2和A3)目前采用的释放赤眼蜂昆虫(类似地用于盘绒茧蜂和加州新小绥螨)的规程，其中线(L1)划定了手动释放所覆盖的区域的边界，线(L2)划定了由于手动释放的限制而未被覆盖的总区域的边界，线(F1、F2、F3、F4和F5)指示其中应当发生自然释放的平行线，而圆圈(C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10、C11、C12和C13)指示考虑到生物制剂的作用半径应当在L1的限制内执行这种手动分布的每条线之间的预定义间隔。
图3大体图示了喷洒液体输入物(例如，农田防御剂(agrodefensives))的过程，其包括真菌白僵菌的液体喷洒，其中农用飞机(V1)喷洒总面积(L1+L2)快得多，线(F1、F2、F3和F4)指示其中应当进行喷洒的平行线，喷洒时液体与该总面积重叠，而线(B1、B2、B3、B4和B5)图示了农用飞机的返回(“气球”)。
1)现有技术及其演化
事实上，提高效率和生产力以便降低成本和环境影响是全球农业市场中古老而众所周知的问题。在全国市场上，农民对更高效过程以及害虫控制的生物控制的进步的压力越来越大，这促使委托人通过其指导的法律实体成为其产品的新进入者。在这种情况下，经由GPS与导航系统互连的生物输入物的释放过程的自动化本身已成为不可避免的解决方案。以更高的效率为大面积提供服务并保证释放活体输入物的最后期限对于可行性来说是必不可少的。
但是，缺乏可以保证更大规模的自动化释放的解决方案仍然是在全国生物控制市场，尤其是精确生物控制市场中使用更高效手段(诸如农业航空、摩托车、拖拉机、无人机等)的障碍。因此，将在两节中定义现有技术的发展路线。第一节是“现有知识”，其中将介绍该领域的一些参考文章，第二节是“现有技术”本身，其中将介绍旨在使释放一般生物制剂自动化的解决方案。最后，将在这些解决方案的当前状态与本发明的系统目标的创新和益处之间给出简要的比较性总结，其目标在于展示本发明固有的差异化和演化。
A)现有知识
释放生物输入物的过程涉及许多学科，诸如释放的类型和技术、是以松散还是封装格式进行、合作者的可用性、装备和可用的交通工具，等等。
虽然选择并不详尽，并且知道还有其它与该领域学科相关的著作，但本节提供了一些参考学术论文，以展示侧重于使用手动技术、通过陆地和一些空中应用的提议以实现更大的规模的现有知识。
目前，除巴西以外的超过12(十二)个国家，包括俄罗斯、中国和欧洲国家，都在开展生物害虫控制的商业化运作。在生产成本相对低的国家，更频繁地使用手动释放技术，而在较发达国家，生产成本的降低是释放机械化的结果。随着生物控制的使用越来越多，需要开发新技术和新的释放过程，以提高效率和精度，对大面积区域的访问并减少所涉及的时间和成本。
1-松散寄生卵的释放的评估-黄蜂(例如，生物制剂赤眼蜂)
利用手动分配通过陆地释放寄生有赤眼蜂的卵是文献中报道的最常见的方法，诸如ALLEN、BURBUTIS、RIDGWAY、BIGLER、LOPES、NEIL和PROKRYM的文献。它们可以通过受保护或不受保护的方式释放，通过卵、蛹或成虫进行。以前，这个输入物在释放点直接分配给培养物(culture)，如STINNER的文献中所述。但是，现今，在大多数研究中，采用将这种材料粘附在纸板基材(纸片)或各种类型的纸(防水油布、滤纸等)上进行释放的方式，如SMITH的文献中所示例的。这些基材以适当选择的释放点分布并在各种培养物中借助于绳子、紧固件或夹子附着于植物，如ALLEN，DOLPHIN，HASSAN，HULME和NEWTON的文献所述(基于图2)。在一些研究中，使用卡片或纸条放在植物的叶子之间，如在PROKRYM的文献中。
在大多数研究中，材料已在特定点手动分布，诸如SMITH的文献，但在一些情况下，容器已经由移动交通工具机械放置，如在ABLES的文献中。基于在不同点的释放的技术存在一些缺点，诸如需要在整个区域内良好分布，并且它们之间的间距允许输入物在整个区域均匀分散，如在GUSEV的文献中。出于这个原因，几个研究人员试图开发通过分配或喷洒赤眼蜂的卵或成虫的分布技术，而不是在特定点进行分布。
在PINTO的文献中，评估了不同的赤眼蜂释放技术在巴西圣保罗控制甘蔗螟(美洲条螟)的效率。作者证实，在寒冷或多雨时期，与成虫或未保护的成虫释放相比，在蛹期释放受石蜡卡保护的赤眼蜂是最好的技术，可确保寄生性增加四倍。在炎热的日子并且没有下雨时，所有的技术都是相似的。随着释放，PINTO直接在甘蔗的叶子上观察到甘蔗螟虫卵的控制率高达100％。在之前的工作中，其它工作由几位作者在巴西进行，试图改进释放技术。在圣保罗州进行的一些实验表明，赤眼蜂与化学控制相结合，在连续3周内，每周每公顷释放200000只成虫，具有良好的害虫控制效果，如在PINTO和YOKOJI的文献中。如YOKOJI、ARCARO、AFONSO、SCANDIUZZI和GOMES的文献中所示，在不到三周的时间内每公顷释放100000只成虫效率不高。
在第一次将应用机械化的尝试中，SCHUTTE开发了一种喷洒机以在苹果园中应用寄生卵。根据其他研究人员获得的结果，ABLES使用压缩空气喷雾在田间应用赤眼蜂。他得出的结论是，该技术不适用于赤眼蜂，尤其是在大面积应用中。在美国，NORDLUND开发了手动起动气动喷雾机，用于在棉花种植园释放寄生卵。这个喷雾器与15.2米长的软管相结合，可以只用一个喷雾点处理8条街道宽和15.2米长的区域。使用相同的技术，JONES将麸皮片添加到寄生卵中，通过改良的播种机施用。这是该国首次大规模分配释放赤眼蜂属的试验，密度为每公顷176,000至247,000只昆虫。
后来，同样在美国，GROSS开发了一种系统，该系统由蠕动泵、链条和离心风扇组成，以每公顷244,000只昆虫的密度在棉花植物的冠层上方释放寄生卵。这些作者得出的结论是，所开发的系统可以在商业上用于陆地应用，达到均匀的昆虫分布，而不会损坏它们。HAJI在彼得罗利纳(Petrolina)-PE经由中心枢轴应用赤眼蜂，并指出这种释放系统实用、高效且成本低。
一些作者在1980年代和1990年代初期测试了生物制剂的空中应用。在1990年，HOPE展示了其团队开发的装备的研究结果，并于1982年至1985年在森林中进行了测试。在这种情况下，贝尔(Bell)47直升机用于更好地确定测试中的研究。装备由简单的电气组件、小型播种机的机械组件以及用于播种松树的离心导流板组成。同年在加拿大，SMITH修改了手动通风装备，用于在森林中散布松散的寄生卵，目的是模拟空中应用。在俄罗斯，BARABASH将一种设备安装在高架喷雾器的阀门上，并使用旋翼飞机在生产规模上成功进行了测试。它以高达100m/s的速度实现了释放，准确度为标称值的±10％。KIKU于1993年和GARDNER于1996年的著作中报道了其它也涉及空中喷洒的测试。
2-团块释放的评估-黄蜂(例如，生物制剂螟黄足盘绒茧蜂)
自1970年代以来，通过盘绒茧蜂的生物控制已成功进行，目前在巴西各地的糖厂实验室和公司中以大的商业规模进行。这种生物制剂的释放是劳动密集型的，因为最常见的释放规程也是人工的(如图2中所示)，仅这个活动要求大的员工团队。由于所采用的释放技术可能会损害生物控制计划的成功，如PINTO的文献中所示，一些研究人员评估了替代释放形式，其中一个目标包括减少劳动力需求。
例如，与已经测试的通过陆地和空中方式释放松散寄生卵的替代方案的赤眼蜂相比，由于蛹借助于丝分组在一起，从而表征为大得多的体积的团块的集合(类似于棉线的分组)的事实，盘绒茧蜂面临巨大挑战。当将这些盘绒茧蜂团块释放到田间时，捕食是个重大问题。但是，当输入物在其出生后手动分布到植物的叶子上(在这种情况下，捕食性较低)或者当释放更多的量来补偿捕食时，这个问题被最小化，，如MILLS、MARTINS和OLIVEIRA所提出的。在这种情况下，团块的集合被装在小塑料杯中，在那里监视出生。一旦黄蜂出生，这些杯子就会被手动释放到田间。
此外，据信，为了执行自动释放，蛹应当与团块物理或化学分离，因为在它们出生之前释放整个团块会由于捕食而造成技术失败，根据FABBRIS和SISDELI。但是，根据RODRIGUES和VINHA，将捕食者驱虫剂用于动力形式可以抑制这个分离阶段，从而无需在这种生物制剂的工业化过程中实现另一个过程和操作。RODRIGUES和VINHA测试了天然或人工产品，表明其中一些可以用作驱虫剂，而不会影响盘绒茧蜂的生物学。PADUA[43]在田间测试了几种驱虫剂，包括三氯异氰尿酸。它没有获得好的结果，可能是由于使用带有塑料薄膜的封闭实验容器。团块的这种包装阻止由酸形成的气体的逸出而导致成虫死亡，但是，结论是肉豆蔻应该包含在对盘绒茧蜂团块的驱虫剂混合物中。另一方面，在空气释放方面，PEDRAZZI指示应在释放时混合驱虫剂，最佳选项浓度如下：a)每5个团块0.10克三氯异氰尿酸加0.05克肉豆蔻；或(b)每5个团块0.10克三氯异氰尿酸加0.10克肉豆蔻；或c)每5个团块0.10或0.25克三氯异氰尿酸。
3-释放的活体输入物的评估–螨类(例如，生物制剂加州新小绥螨)
通过螨的生物控制主要已经在巴西和全世界的中小型作物和温室中执行。这种生物制剂的释放也以昂贵的方式进行，类似于赤眼蜂和盘绒茧蜂的释放(如图2所示)。该规程也是手工和劳动密集型的。这个规程是最常用的，它可以用与基质(例如，蛭石)混合的活体输入物执行，包装在标准化的容器中。
在MORAES和FLECHTMANN的文献中，二斑螨(棉红蜘蛛)被认为是几种具有经济重要性的作物的关键害虫。生物控制计划中使用的主要螨种是：智利小植绥螨、粗毛小植绥螨、长足小植绥螨、加州新小绥螨和西方静走螨。在巴西，使用加州新小绥螨和粗毛小植绥螨在草莓、菊花、天竺葵、苹果和桃等的栽培中对于控制二斑螨表现突出，见FERLA、POLETTI、BELLINI、SATO、MONTEIRO和WATANABE的文献。
为了评估加州新小绥螨对草莓作物的生物控制的农艺效率，在位于Estiva市-MG的商业草莓生产区进行了研究，见BUENO和POLETTI。为此，将两个测试床隔离开来，每个测试床的面积约为50m2。
在这些床之一中，按照惯例使用为草莓作物记录的杀螨剂来控制二斑螨。在另一张床上，从检测到这种害虫的第一个焦点开始，通过释放捕食者螨来执行控制。在每次释放中，每平方米引入了5个加州新小绥螨。估计每个区域的种群波动(常规和生物控制)。
在100(一百)天的时段内每两周执行一次采样。
证明用杀螨剂控制不是高效的，并且侵染为在捕食性螨被释放用于生物控制的区域中观察到的侵染的大约40(四十)倍。这个结果证明，在二斑螨侵染初期引入捕食者螨加州新小绥螨是有效的，并且可以长期将害虫的种群密度保持在经济损失水平以下。
加州新小绥螨与智利小植绥螨在欧美多个国家中在蔬菜作物和观赏植物中的二斑螨生物控制上的广泛使用也由几位作者ZHANG、SANDERSON、SCHAUSBERGER、WALZER、BLüMEL和RHODES报告。
为了在正确的时间执行加州新小绥螨的引入，周期性地监视二斑螨的出现是非常重要的。在这种情况下，以更高效的方式自动化和协助在开放领域释放这些输入物的装备具有重要相关性。
4-有益真菌释放成粉末形式的评价——真菌(例如，生物制剂球孢白僵菌)
通过真菌对害虫的生物控制已显示在开阔田间极其高效。当前的释放规程是通过将这种生物输入物与水或其它适用的粘性液体混合进行液体喷洒(如图3中所示)。这种喷洒主要可以用市场上的主要喷洒装备(例如，农用飞机、拖拉机等)进行，并且可以用根据专利BR1020140117938的装备进行控制。
由于技术挑战，在巴西和世界范围内还没有使用粉末释放，并且没有发现执行测试和使用这种技术的参考文献。
B)现有技术
1-用于自动释放松散寄生卵的商业装备和产品的评估(例如，生物制剂赤眼蜂)
起点是一项旧专利并且与提出的主题之一直接相关。MAEDGEN于1981年获得了名为“Method and Apparatus for Airbone Release of Insect Eggs”的专利(No.4,260,108)。这是一项非常老的专利，并且除了没有扩展到巴西的事实之外，除了发明构思之外没有发现其它记录，即，没有发现商业产品。该装备关注于通过手动调整若干标准化的孔的释放，以估计释放的输入物的量，并且实际上没有控制。
在1990年代末和2000年代初，通过农业航空开始以更大的强度开展旨在释放松散寄生卵的实际工作。更近一些，在2002年，在美国，MILLS提交了一份报告给加州农药监管部。他使用纯机械部件对设备进行了首次测试，重点是在苹果树中空中释放赤眼蜂。MILLS的工作不断发展，但在2008年根据CENTER，当时用于空中应用赤眼蜂的设备仍在开发中。没有发现该设备的专利以及与MILLS和CENTER相关的商业开发。
在澳大利亚，昆士兰开始在“生物资源(BIORESOURCES)”的倡议下对玉米作物进行空中施用。松散的卵与粗面粉以1:10的比例混合。一升混合物足以覆盖50公顷。标准化的塑料瓶与驾驶舱内的分配管线相连，并经由机械阀门手动控制释放。没有找到这两项倡议的详细信息和操作手册。
2013年，在这个专利的支持者的倡议下，巴西开始大规模商业发布松散卵形式的赤眼蜂，并得到CNPq对科学、技术和创新性质提案的财政支持，过程454356/2013-7，题为“SECa-BuG:自动生物控制的嵌入系统(用于通过农业航空自动施用拟寄生物的新装备的开发)”。NCB在商业上提供SECa-BuG，用于通过摩托车和农业和/或轻型飞机释放松散的寄生卵。这个装备允许释放和固定控制释放速率(以克/公顷为单位)，无需与GPS系统集成。使用摩托车可以每小时覆盖40公顷(8小时工作320公顷)上的释放，而在有人驾驶飞机上，可以达到每小时1,000公顷的数量级。这种简化的装备尚未获得专利，并且自2013年以来已被NCB进行商业开发。
2014年，AGX-TRANSPRESERV提供了一个版本的SECa-BuG可供操作，并签署了双方之间的知识产权保护和保密合同(NDA)。最近(2017年)，NCB意识到TRANSPRESERV不仅复制了装备，生成了第一个版本，而且还在NCB不知情的情况下对SECa-BuG装备进行了商业操作。另一家公司MTB 
ESPECIAIS与TRANSPRESERV合作开发了类似于SECa-BuG提议的装备的第二个版本的装备，并在特定站点(例如，DRONECENTER)进行商业化。在这种情况下，支持者不再掌握有关这种装备的信息，也无法说明这些公司是否已提交专利。但是，它们应当被称为产生现有技术的一些商业结果的装备。NCB正在与负责这些公司的人在法庭上解决这个问题。
更近一些，由于这个市场的创新以及要释放的付费有效载荷的特点，提出了关于使用遥控飞机(也称为无人驾驶飞行器(UAV)或无人机)作为空中释放的手段的提议。在国外，无人机释放测试有些陈旧，但在2015年底和最近更强烈地开始，跻身于主要释放手段之间。
绝大多数解决方案报告了具有适应性系统和低自主性的实验案例。YONG-LAK用无人机进行了成功的测试，传递了生物控制“炸弹”。每个纸板炸弹都包含几个隔间，里面装有寄生卵，从而允许在特定点发射时释放很大的量。YONG-LAK提出的系统包括与用于储存和发射这些炸弹的设备耦合的无线电遥控直升机。德国公司HEIGHTTECH已经在其无人机上调整并测试了释放系统。他使用塑料瓶来存储寄生卵，并用简化的系统在飞行期间连续喷洒它们。没有关于这两种解决方案的专利和业务运营的信息。意大利公司SPORT TURFCONSULTING从基于球形胶囊的系统执行商业释放，球形胶囊中包含内部的寄生虫卵。这个设备存储胶囊，根据先前的计划在特定点进行射击。意大利公司SOLEON和AERMATICA3D开发了类似的胶囊发射设备。加拿大公司ANATIS BIOPROTECTION是一家生物制剂制造商，在2017年使用胶囊发射器设备和标准存储隔间进行了释放带有赤眼蜂的松散寄生卵的测试。它比较了两种方法并直接在现场证明了两者的技术可行性。KOPPERT具有机械化的设备，用于释放其专有胶囊，该胶囊内部含有带有赤眼蜂的寄生卵，见HUNTER。
没有发现这些设备的专利。
2015年在巴西，XFLY开发了一种旋转球体形状的松散卵释放器，在底部耦合并专门与其无人机系列一起销售，称为X800 BIO。卵被放置在球体内，并且随着它们的旋转，它们被连续释放，类似于一条无尽的线。有人提到这个系统已获得专利，但不知道编号和持有人。服务提供商GEOCOM运营XFLY的产品以释放松散的寄生卵。2016年年中，AEROAGRI开发了一种简单的解决方案，其基于耦合到来自中国制造商DJI的无人机Phantom 4底部的无尽的线。这个解决方案还允许连续释放松散的卵，但没有任何控制。
同样在2016年，ENGEGROW将基于旋转球体的释放器集成到其产品组合中，其操作类似于XFLY的操作。对两家公司提交的专利一无所知。
用于自动释放松散寄生卵(诸如寄生有赤眼蜂的松散卵)的NCB解决方案是BioBOT释放器(图1中所示的20)，SECA-BuG的演化。它将优选地安装在无人机(100)中，如图5A和图6的权利要求(21、22和23)中所述。BioBOT是这个NCB产品的商标。
2-用于自动释放团块(例如，生物制剂螟黄足盘绒茧蜂)的商用机器和产品的评估
如前所述，盘绒茧蜂的释放仍然主要通过在其出生后通过塑料杯的沉积手动执行。盘绒茧蜂的机械化释放格式使用相同的原理，并且也始终面向封装格式，并且总是在昆虫出生之后。没有机器在出生前对松散团块进行剂量化、分离和释放，而这正是本专利的目标。
如前所述，盘绒茧蜂的释放仍然主要通过在其出生后通过塑料杯的沉积手动执行。盘绒茧蜂的机械化释放格式使用相同的原理，并且也始终面向封装格式，并且总是在昆虫出生之后。没有机器在出生前对松散团块进行剂量化、分离和释放，而这正是本专利的目标。
最近，巴西和国外的一些公司开发了装备，目的是使盘绒茧蜂的释放机械化。2015年，首批公司之一GEOCOM最初开发了一种用于装载、操纵和释放小纸板箱的设备。这个盒子被开发用于商业化、运输和使用无人机释放盘绒茧蜂(这个盒子是第三方专利的主题)。机械设备基于附接到无人机的几个机架，在那里存储和堆叠封闭的盒子。该设备创建一个开口(制造有“洞”)并随着无人机的前进一个一个地释放。最近，同一家公司演化了其机械化系统来存储和释放纸板管，以增加无人机的存储容量并扩展操作自主权。这些管子也获得了专利。目前，尚未找到为这些机械化设备提交的专利的数量。ONE SOLVE公司在2018年的Agrishow博览会上展示了一个类似于GEOCOM设备的系统。但是，该系统使用了类似于手动释放的系统，因为在其机架中存放和堆叠了塑料杯。这些杯子在形成昆虫出口孔之后通过机械方式一个一个地释放。
随着演化，AGRIBELA开发了可生物降解的球形胶囊来商业化、运输和释放盘绒茧蜂。这种胶囊是该公司的专利的主题。在与AGRIBELA的合作中，ARPAC开发了这些胶囊的机械化释放器，与无人机相耦合，允许盘绒茧蜂的自主和地理参考释放。
最近，SARDRONES公司开发了一种用于释放盘绒茧蜂的自动化系统，其基于可生物降解的带子的商业化。由于出生的昆虫与环境的更好接触，这种技术为昆虫提供了更大的环境。这个规程也已获得专利。
用于在添加驱虫剂的情况下在黄蜂(诸如黄蜂螟黄足盘绒茧蜂)出生之前自动释放松散团块的NCB的解决方案是释放器BioCOTe(图1中所示的30)。它将优选地安装在无人机(100)中，如图5B和图7的权利要求(31、32和33)中所述。BioCOTe是这个NCB产品的注册商标。
3-用于自动释放活体螨(例如，生物制剂加州新小绥螨)的商用机器和产品的评估
螨的释放总是用活体生物剂执行。迄今为止，还没有商业化、运输和释放技术能够以其它格式进行操作。
为了在田间释放捕食性螨，这些生物通常被包装在含有惰性材料(稻壳、碎玉米芯或蛭石)的塑料或纸板瓶中。除了促进捕食者在田间的分布外，使用这种材料对于螨在运输过程中的存活也是重要的。通常用于这个目的的瓶子在盖子上有一个孔，用“薄纱”薄纸或无纺布(TNT)密封，允许在运输过程中瓶子内部内容物的气体交换和通风，运输通常使用聚苯乙烯保温箱进行。在运输期间，瓶子应当保持水平放置在聚苯乙烯箱内，这增加对捕食者有用的区域，避免同类相食，见POLETTI。
与其它输入物类似，目前用于其释放的最常见规程是手动的。对于这些捕食者的分布，建议摇动每个瓶子，以使其在包装内容中的分布均匀。不久之后，应当小心打开瓶子，将其内容物直接分布在植物或土壤中。捕食性螨也可以在挂在植物上的带子中分布在田间。
欧洲生物控制公司在温室中最常使用这种类型的包装。当这些包装在田间分布时，小开口允许捕食者离开。这个过程通常慢并且可以需要几周，见POLETTI。
有一些商业替代品可用于在温室和露天场地中机械化分布这些螨。KOPPERT开发了用于手动分布的系统ROTABUG和用于机械化分布的机器AIROBUG。这个机器使用温室中可用的基础设施的轨道在作物之间移动，从而在植物冠层上方释放。它使用基于大风扇的纯机械化系统来“吹”材料。
由同一家公司以手枪格式开发了使用相同分布规程的小型化版本MINI-AIRBUG。在其中，瓶子与喷枪耦合，并且设备基于喷枪驱动器和因此相关联的风扇“喷洒”螨。利用这个设备，员工不仅可以在温室中执行手动释放，而且可以在露天田间执行。最近，KOPPERT开发了一种与DJI的MATRICE 600无人机耦合的设备。该设备基于旋转圆柱体，其允许通过小孔存储和释放以测量其旋转。
昆士兰大学的学生Michael Godfrey于2015年开发了一种机械化设备，该设备与多旋翼无人机相耦合以释放新小绥螨。2升的塑料瓶被适配用于存储和释放螨的无尽螺纹。研究中提出的主要因素是对控制分布剂体积的关注，这对于生物控制的效率至关重要。没有发现与该主题相关的专利。
澳大利亚的AEROBUGS开发了一种与DJI M600无人机耦合的螨释放器装备。该装备基于具有集中式底部输出的专用隔间。在输出中耦合了用于机械化释放的设备。
最近，GEOCOM已将先前描述的由XFLY制造的相同的赤眼蜂释放设备应用于螨的释放。但是，一般而言，捕食性螨的释放主要集中在机械化解决方案、手动和很少的自动化以及与无人机的集成中。
NCB的用于自动释放活体输入物(诸如具有蛭石惰性材料的加州新小绥螨)的解决方案是BioMITe释放器(图1中所示的40)。它将优选地安装在无人机(100)中，如图5C和图8的权利要求(41、42、43、44和45)中所示。BioMITe是这个NCB产品的注册商标。
4-用于粉末形式的真菌(例如，生物制剂球孢白僵菌)的自动释放的商业机器和产品的评估
目前，真菌的释放是以液体形式执行的。在释放的确切时刻，真菌在与水的混合物中稀释，其中可以包括也可以不包括其它液体输入物。由于液体喷射已经是现有知识和技术，主要喷射装备可以被用于自动化和精确控制的释放，其包括NCB持有人拥有的根据专利BR1020140117938的装备。
在这个背景下，用于粉末格式的真菌的自动化、控制和释放的新装备的开发也被示为生物控制市场中的创新。
NCB的用于将粉末格式的真菌的释放(诸如球孢白僵菌)自动化的解决方案是BioFUNgus释放器(图1中所示的50)。它将优选地安装在无人机(100)中，如图5D和图9的权利要求(51、52和53)中所示。BioFUNgus是这个NCB产品的注册商标。
2)当前技术的固有问题
虽然它已经在田间占据了它的空间，但生物害虫控制面临的主要问题是手动释放过程(如图2所示)，这在时间和准确度上产生低效，并因此限制了对大面积的访问。
问题开始于，一般来说，当为了确保区域的覆盖，员工需要手动分布生物输入物时。
这种覆盖仅限于配置要求大量员工的劳动密集型过程的小区域。因为它是个手动过程，所以这个规程在大规模释放中不可行并因此无法在释放中提供更高的准确度和控制。
此外，大规模释放的不可行性使得生物控制及其相关技术无法达到其专业化的精确度和可追溯性水平，并阻止在面对农业杀虫剂的应用时更快地占用空间。例如，与通过机动交通工具或无人机进行自主和受控释放的效率相比，通过手动释放进行可持续生物控制的环境效益很少被探索。
考虑到竞争对手目前可用的释放系统，机械化带来了规模收益的重要的进步和重大进步。
但是，这些机械化系统不允许控制释放速率，或者不提供与数字任务规划系统和跟踪系统的集成。结果是，除了在发送给承包商的报告中几乎不提供透明度之外，剂量还难以调整并且常常不足以达到预期目的。交通工具速度的任何变化，无论是由于操作者的命令还是环境操作条件，都直接反映了空中释放的效率。
在对竞争者的评估中，他们的装备不允许控制释放速率并且不允许区域的100％数字规划。
这个特征使得地区的一些区域接收过量的释放，而其它区域接收低于必要的释放。应当重新评估被确定为失败或低释放的区域，并应当考虑过多的释放会破坏操作的可信度。根据作物的物候阶段以及所证明的侵染类型和数量，释放过程应当重复多于一次。因此，任何返工都会导致更多的操作和生物制剂控制费用，而没有考虑到它增加种内竞争发生的风险(由于昆虫处于饱和的环境并且昆虫彼此竞争的事实而引起的昆虫泛滥损害生物控制的状况)从而降低功效的事实。以与推荐数量不同的数量释放这些输入物可能会导致控制失败。
3)从与当前技术的简要比较中分析本发明
当前场景中的规模耕种依赖于使用技术来测量准确度，不仅测量与生物控制相关的应用的准确度，而且对于与监视、规划和种植相关的所有其它规程也测量准确度。
种植区要求通过使用诸如摩托车、拖拉机、农用飞机或无人机之类的专用交通工具来高效和均匀地释放输入物，而传统的手动过程是不可行的，诸如在广袤的应用区域。
全球定位接收器(GPS)的出现通过操作者对释放区域的规划、监视和指导以及在规程结束后由农艺师对通过生成的报告获得的结果的评估来测量规程的更高准确度。
为了良好的结果，要求稳健、准确和快速的计算系统来帮助规划，尤其是过程的监视中。它应用的环境要求容错、稳健和卓越的耐用性装备。
区域的良好数字规划与可用于每个释放器和其每个应用的配置相辅助和集成，提高效率和准确度，并且显著减少区域的释放失败，这也是常识。更好的路线、最优曲线和相关因素(诸如气候条件、速度、相对于地面的高度、倾斜度等)的早期计算允许从头到尾控制过程。以更高精度考虑计算过程中涉及的大量变量，显然需要具有更大计算能力的现代、准确装备，这使得整个过程更加高效。所有这些变量都可以被配置，并且是多用途电子装备(图1的10)的独特特征，以用于单独或同时与每个释放器一起以定制的方式操作。在用于移动设备(70)的BioMAP任务规划器应用(它是NCB任务规划器的商标)和/或桌面计算系统(90)中的BioHUB云管理系统(它将是用于管理系统的NCB的注册商标)中执行配置。
一般而言，虽然手动释放过程对释放的规模和过程的可靠性造成了很多困难，但机械化装备及其低自动化不提供优化操作所需的精度和控制。农艺技术和计算算法无法广泛实现用于专注于每个用户的个体现实(个性化)的优化操作，从而使得在谈论精确生物控制时，这种方法是不可能的。
本发明报告了用于释放生物制剂的过程的自动化的软件系统、应用、硬件和释放器(多用途嵌入式系统)，主要但不限于使用无人机作为交通工具标准的害虫控制。
本发明使用计算技术来寻求集成产品的整体效率的改进，该集成产品提供以单独方式或同时与多于一种输入物组合的释放生物试剂的过程的自动化。
所发现的执行本发明的方式是使用最新的市场技术，其中一些技术100％由NCB在由
de AmparoàPesquisa do Estado de
Paulo-FAPESP和ConselhoNacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico-CNPq支持的研发项目的支持下以开创性的方式开发。
硬件被设计为具有高性能嵌入式处理器(10)、现代基于云的计算开发技术、用于用于移动设备(诸如智能电话和平板电脑(70和90))的专注于精准生物控制的客户注册、管理、自动计费、报告、仪表板指示器和定制地理配准任务规划应用(谷歌地球地图)的计算机系统。
技术包括与剂量计算集成以提高效率的数字路线计算、航路点的定义、排除和危险区域的定义以及以数字格式的区域的完整测绘。因此，克服了现有技术中出现的逆境，并为特定改进和微调开辟了可能性，这允许释放过程的提高的效率和自动化，从而始终确保使用最现代的特定于每种作物的农艺技术。作为更好地定义现有技术的结果的方式，图4以无人机(V2)为标准例大体图示了采用新的多用途嵌入式系统采用的规程，其中由GPS根据总面积(L1+L2)的剂量计算和数字规划精确控制，生物制剂可以针对每种生物输入物并针对每个释放器单独或同时以计算出的速率释放(安装在同一架无人机上)，线(F1、F2、F3、F4、F5和F6)指示应当进行释放的并行路径，由软件系统自动计算以获得更高的吞吐量，并且线(B1、B2、B3、B4、B5、B6、B7、B8、B9和B10)图示无人机的返回(“气球”)，其可以在数字规划中自动平滑化以获得更高的产量。虚线指示生物输入物在其出生后的作用范围的限制。
在这个版本中，所有释放都被实时跟踪和跟随，并且所有数据都被发送到云管理系统，用于仪表板指标生成、报告和自动计费。
在这个背景下，将本发明的技术与之前已经介绍的现有装备进行比较，针对每种类型的释放器识别以下差异：
1-用于自动释放松散寄生卵的商业机器和产品的评估(例如，生物制剂赤眼蜂)
a)MAEDGEN的专利(1981)“Method and Apparatus for Airbone Release ofInsect Eggs”(No.4,260,108)；
-实际问题：释放是机械化的，并且用于调整释放量的孔是手动执行的，与电子系统的集成度低，规程的可靠性低。
b)AGX-TRANSPRESERV-MTB 
ESPECIAIS的产品。
-实际问题：开发的释放器与BioBOT的操作原理非常相似，已经基于它开发了第一个版本。第二个版本由同一个小组开发，也与BioBOT非常相似。但是，这两个版本都不允许控制释放速率，并且没有释放的可靠性和可追溯性。当时客户反映释放报告的准确度和可靠性较低。
OBS.：AGX-TRANSPRESERV-MTB 
ESPECIAIS是同一经济集团的合作伙伴。所有这些公司都已退出市场，并且不再利用从NCB产品“复制”的装备提供服务。
c)公司产品：SPORT TURF CONSULTING、SOLEON、AERMATICA3D、ANATISBIOPROTECTION和KOPPERT。
-实际问题：开发的释放器基于胶囊释放系统。胶囊的机械化释放配置了不准确的释放并且是不可扩展的，因为需要大体积来满足大区域。通过增加隔间的体积，无人机的效率和自主性受到损害。此外，据报道，封装的释放会在田间产生捕食，即，生物制剂在单点的积累可以生成捕食者的鼓动。
d)公司：XFLY-GEOCOM、AEROAGRI和ENGEGROW的产品。
-实际问题：这些公司的释放器是机械化的，基于无尽的线的概念。机械化释放不是非常精确，损害了区域的覆盖并导致释放不均匀。低集成度和缺乏基于数字地理配准的控制不允许集成的报告，从而使得释放对用户不透明。
本发明的多用途嵌入式系统目标，被配置为与BioBOT释放器一起操作，具有以下创新：
1)释放器与GPS以自动且集成的方式操作，可以以精确的方式控制松散寄生卵的释放速率，释放速率以毫升每公顷为单位；
2)释放器在整个区域内产生均匀分布；
3)释放的效率和准确度优异，即，保证生物制剂以合理且适当的方式释放以对区域进行处理；
4)可以使用最佳农业技术对要处理的区域进行数字规划，从而能够配置并考虑所有控制变量，同时访问所有释放数据并覆盖区域；
5)利用100％的数字过程，可以使用基于云的计算系统来生成指示器、自动计费和可靠的释放报告，以及从生产到释放的全过程可追溯性；以及
6)松散的寄生卵的释放已经得到科学证明。它完美地适合大区域的服务，从而确保过程的可扩展性。
2-用于自动释放活体黄蜂的商用机器和产品的评估(例如，生物制剂螟黄足盘绒茧蜂)
a)GEOCOM的产品。
-实际问题：开发的释放器基于胶囊释放系统。胶囊的机械化释放配置了不准确的释放并且是不可扩展的，因为需要大体积来满足大面积。通过增加隔间的体积，无人机的效率和自主性受到损害。在这个系统中，只有在黄蜂出生后才会释放胶囊。以这种方式，当胶囊被释放到田间时装备插入孔。用这个系统证明了一些困难，诸如农民无法审核黄蜂是否在释放前出生以及它们是否经过适当包装以进行运输。这种技术固有的其它问题是包装生产成本和组装时间(据报道，每个包装平均需要1分钟来组装)。
b)ONE SOLVE公司的产品。
-实际问题：开发的释放器基于塑料杯释放系统。这些杯子的机械化释放也不太准确且无法扩展，因为需要更大的体积来满足大区域。这种技术的问题与GEOCOM提出的解决方案相似，但有个加重因素，塑料杯被释放到环境中导致可持续性问题。
c)AGRIBELA-ARPAC的产品。
-实际问题：开发的投放器基于可生物降解球体的释放系统。这些球体的机械化释放也不是很精确且不可扩展，因为需要更大的体积才能满足大区域。这种技术的问题与GEOCOM和ONE SOLVE提出的解决方案相似，但有一个相关细节，球体需要制造过程进行组装，这增加了它们的生产时间和更高的成本。
d)SARDRONES公司的产品：
-实际问题：开发的投放器基于可生物降解的带子的释放系统。解决了一些相关问题，诸如农民在释放前容易审核黄蜂的出生，黄蜂对环境的适应性更强并且更容易组装和运输。
但是，这些带子的机械化释放也很不准确且不可扩展，因为需要更大的体积来服务大区域。
本发明的多用途嵌入式系统目标，被配置为与BioCOTe释放器一起操作，具有以下创新：
1)释放器与GPS以自动且集成的方式操作，可以以精确的方式控制松散团块的分离和释放速率，释放速率以毫升每公顷为单位；
2)释放器在整个区域内产生均匀分布；
3)释放的效率和准确度优异，即，保证生物制剂以合理且适当的方式释放以进行区域的处理；
4)可以使用最佳农业技术对要处理的区域进行数字规划，从而能够配置并考虑所有控制变量，同时访问所有释放数据并覆盖区域；
5)利用100％的数字过程，可以使用基于云的计算系统来生成指示器、自动计费和可靠的释放报告，以及从生产到释放的全过程可追溯性；
6)可以更容易地执行黄蜂出生的审计；
7)消除了用于包装组装的任何制造步骤，加快了生产时间，并促进包装和运输；以及
8)松散团块的释放已经得到科学证明。它完美地适合大区域的服务，从而确保过程的可扩展性。
3-用于自动释放活体螨(例如，生物制剂加州新小绥螨)的商用机器和产品的评估
a)KOPPERT的产品。
-实际问题：在温室中的轨道上操作的机器和手动释放系统都基于强制通风，因此生物制剂被“吹”到植物冠层上方。虽然具有功能性，但它基于机械化系统，其不允许准确的释放速率控制。最近开发的无人机产品使用机械化旋转气缸。系统通过特定点促进释放。因此，在所有解决方案中都不可能准确控制速率，并且需要定义特定点，从而限制到达大的区域。
b)AEROBUGS的产品。
-实际问题：这个公司的释放器是机械化的，基于无尽的线的概念。机械化释放不精确，影响大区域的覆盖并导致释放均匀性差。低集成度和缺乏基于数字地理配准的控制不允许集成报告，从而使得释放对用户不透明。
c)GEOCOM的产品。
-实际问题：GEOCOM用来释放松散寄生卵的由XFLY制造的同一设备被用于在作物中释放活体螨。因此，针对该装备提出的相同问题对于螨的释放也有报告。
本发明的多用途嵌入式系统目标，被配置用于与BioMITe释放器一起操作，具有以下创新：
1)释放器与GPS以自动且集成的方式操作，可以以精确的方式控制以毫升每公顷为单位的释放速率；
2)释放器在整个区域内产生均匀分布；
3)释放的效率和准确度优良，即，保证生物制剂以合理且适当的方式释放以对区域进行处理；
4)可以使用最佳农业技术对要处理的区域进行数字规划，从而能够配置并考虑所有控制变量，同时访问所有释放数据并覆盖区域；
5)利用100％的数字过程，可以使用基于云的计算系统来生成指示器、自动计费和可靠的释放报告，以及从生产到释放的全过程可追溯性；以及
6)惰性材料中包装的活体螨的释放已经得到科学证明。它完美地适合大区域的服务，从而确保过程的可扩展性。
4-用于自动释放制剂球孢白僵菌的商业机器和产品的评估
当前，真菌释放规程涉及两个过程。第一个过程涉及混合物的生产，其中水与粉末形式的真菌混合。第二个过程涉及可以释放液体输入物的喷射机。
液体输入物的喷射是现有知识和技术，并且在市场上的装备中可获得若干创新。一种这样的装备是流量控制器，以NCB所有者的名义提交的专利号为BR1020140117938。
液体喷射的主要实际问题是交通工具必须携带的大量负荷(主要用农用飞机和超大型无人机执行)并且，在这个意义上，粉末形式的释放可以用最经济实惠的无人机并以较低的成本进行。
本发明的多用途嵌入式系统目标，被配置为与释放器BioFUNgus一起操作，具有以下创新：
1)释放器与GPS以自动且集成的方式操作，可以精确控制松散寄生卵的释放速率，释放速率以毫升每公顷为单位；
2)释放器在整个区域内产生均匀分布；
3)释放的效率和准确度优异，即，保证生物制剂以合理且适当的方式释放，以对区域进行处理；
4)可以使用最佳农业技术对要处理的区域进行数字规划，从而能够配置并考虑所有控制变量，同时访问所有释放数据并覆盖区域；
5)利用100％的数字过程，可以使用基于云的计算系统来生成指示器、自动计费和可靠的释放报告，以及从生产到释放的全过程的可追溯性；以及
6)粉末释放仍将是研究的目标，但它完美地适合以较低的成本供应大区域的需求，从而允许使用更轻的无人机。
4)本发明的提案和目的
为了表征其中该项目是一部分的影响和机会，采用甘蔗，2017年IBGE收获了大约930万公顷。
目前在巴西，没有化学选择用于控制甘蔗螟(美洲条螟)的详细记录。但是，兼容化学品的示例是拜耳作物科学的Certero和爱利思达生物化学品的Diafuran 50，分别具有危险和非常危险的环境分类，见CRUZ。考虑到Certero是推荐用于处理的主要杀虫剂之一，应当在侵染开始时施用，此时甘蔗螟小且侵染强度高达3％。由于害虫发生时作物处于物候阶段，因此只能通过提供空中喷洒服务(例如，农业航空)进行施用。在不考虑化学品成本和25％的农业航空使用率(见SINDAG和PULVERIZADOR)的情况下，每次施用这种化学品的平均总操作成本为R$35.00/公顷(需要4次施用)，为了处理，仅在甘蔗中提供杀虫剂施用服务估计需要约R$32550万的点市场成本(9.3mhax25％AGx R$35/公顷x4次喷雾)。
面对这一现实，以同样的甘蔗螟为例，基本上是通过释放带有赤眼蜂的松散寄生卵执行生物控制。大约有300,000公顷由BUG agentes biológicos公司仅在这种培养物中使用卡片处理(也需要4次释放)，平均总成本为R$36.00/公顷。考虑到相同条件，仅提供该区域的服务，提供空气释放服务的市场估计约为R$1080万(0.3mhax25％x R$36/公顷x4次释放)。
在这种情况下，这个场景说明了与精确生物害虫控制相关的空中释放的增长潜力，以及通过能够进入大面积区域的工具来提高效率的需要。
这是巴西和世界范围内一个不断增长的新兴市场。
由于绝大多数化学品都有限制性分类，因此目标是越来越多的可持续规程进入要求更高的市场的增长压力。估计这些化学品的使用量最初会减少20％，而且第一年在这种作物中处理的面积将增加一倍。
目标是在自主空中释放中使用具有多用途嵌入式系统及其释放器BioBOT、BioCOTe、BioMITe和BioFUNgus的无人机，取代确定性的手动规程，并减轻摩托车、农用飞机和竞争对手的机械化系统的操作所存在的问题。还预期使用无人机的运营成本与其为负荷所支付的费用相匹配。
目标是在几个领域中的优化和经济性。下面涉及根据上面显示的场景使用本发明的系统时的比较和益处：
-经济比较：
-员工的成本X装备的成本：
没有本发明的系统：每公顷R$8.00(平均20名员工用于满足1公顷)；
使用集成了本发明的系统：每公顷R$10,00(使用1个合作者来满足40公顷)；
-当前区域生产X自动化区域生产：
没有本发明的系统：300,000公顷；
使用集成了本发明的系统：600.00公顷(第一年区域服务增加100％)；
-使用现有化学品X使用具有生物控制增强的化学品：
没有本发明的系统：R$32550万。
使用集成了本发明的系统：R$28280万(随着精确生物控制的增长和到更大规模的使用，在2年内减少了20％的化学品使用量)。
-覆盖时间：
-员工时间X自动化过程的时间：
没有本发明的系统：每工时6公顷(平均20名员工用于满足1公顷)。
使用集成了本发明的系统：每小时80公顷(考虑50km/h的无人机速度和30m的范围)。
-释放：
-手动/机械化X自主和集成：
没有本发明的系统：没有精度的手动或机械化释放；
使用集成了本发明的系统：自动释放，由GPS控制并被跟踪；
-固定释放速率X受控释放速率：
没有本发明的系统：没有释放速率和释放数量的准确度；
使用集成了本发明的系统：基于GPS的以毫升每公顷为单位的释放速率的准确控制；
-手动/机械化效率X自动化效率：
没有本发明的系统：效率低，几乎没有释放速率控制，以及种内竞争；
使用集成了本发明的系统：最优释放速率、自动化和生物控制的更多采用；
-环境：
-环境危害X可持续过程：
没有本发明的系统：由于杀虫剂的类别的风险导致环境污染；
使用集成了本发明的系统：随着生物控制的增加使用减少环境危害；
-安全性：
-手动/机械化规程X自动化规程：
没有本发明的系统：卡住，摩托车坠落以及工作安全性低；
使用了集成了本发明的系统：无人机具有工作安全区域的数字测绘；
-完全合规：
-低透明度X可追溯性：
没有本发明的系统：集成度低，区域覆盖不确定并且释放报告不准确；
使用集成了本发明的系统：与软件系统高度集成，数字测绘，自动计费并且生成准确的释放报告。
从技术上讲，本发明的系统基于高性能嵌入式计算机的技术演进，特别是可以基于人工智能、智能电话和平板稳健PC并且能够评估手动释放和现有机械化产品无法实现的情况和参数的复杂云计算系统。
采用基于云的计算系统以及更高效、交互性更强和速度更快的智能电话和平板电脑允许使用现代计算开发方法(诸如对GPS设备精确测量的特定框架)，使用面向对象的编程语言、关系型和非关系型数据库以及简化易消化的操作界面，使得数字集成和控制相对于现有技术产品有了很大的提高。
在本发明中实现的同一物理不动产内不同数字区域的测量与嵌入式系统对释放器的自动计算和控制相结合，允许对释放过程进行智能规划，单独地为每个区域并且对于每个释放器定义不同的标准，从而完成操作的总体规划，以便从整体上而不是按部分改进操作。此类区域的定义还允许排除对释放不感兴趣的区域，以便系统也基于这些参数计算优化的路线，以便利用该最优的路线执行也是最优的覆盖。
本发明旨在通过智能电话、平板电脑或PC应用通过云软件系统提供简化的配置系统，其中用户必须一次填写一个值，避免配置错误。基于这些值，区域将被自动计算，并且覆盖和优化的路线将在任务规划器中呈现给用户。
它还旨在提供一种通过类似的操作方法来针对所有释放器控制生物制剂的释放速率的装备，其具有控制体积释放流量的机电系统，体积释放流量以毫升/公顷为单位。
它还旨在为操作者提供关于释放时作物状况的信息，诸如风向和风速、温度、相对湿度，并针对那个时刻通知和/或应用释放参数的最佳调整。
本发明的另一个目的是提供一种能够结合地理定位(GPS)设备使用地理参考地图图像的装备，用于相关区域和元素的视觉测量，在释放期间呈现给操作者，并结合计算以实现最优释放速率。
它还旨在提供一种能够记录和生成真实数据的装备，用于生成所进行的真实释放的报告，为过程的测量执行相关计算，诸如总行驶面积、总释放面积(喷洒)、行驶路径、消耗的输入物总量、操作时间、所用交通工具的状态信息(例如，无人机的所有信息)，以及其它用于监视和与操作者相关的受关注的统计数据。此类报告可以由操作者自己以更方便和合乎逻辑的格式进行定制以进行监视。它们将在基于云的软件系统中自动生成，连同用于客户支付区域的计费。考虑包含徽标、客户数据、格式化和输出文件格式，以便在收到或手动准备报告之后无需手动收集释放信息，从而避免欺诈。
因此，它旨在以与其它组件(特别是软件和硬件)集成的方式提供一种电机和致动器的自动控制装备，其允许释放过程的自动化，并着重于精确的生物控制。
它还旨在提供可以收集相关操作信息并将其存储以供进一步验证的装备，验证或者用于性能评估目的或者用于生成指示器的目的。所收集的数据包括但不限于高度、速度、方向、垂直位移、水平位移、经纬度位置、发动机状态、释放速率、操作中的飞机或交通工具、所使用的输入物、操作的小时数、事件和在装备上执行的最新操作的日期和时间。
最后，它旨在提供易于配置、使用和修改特定于它所适用的培养物的参数(定制)的装备。预期了新技术的插入，以及系统的基本参数(诸如所呈现的控件的颜色、关键字、徽标、系统语言、定位、格式和类型)的改变，以及呈现给飞行员的所有信息可以由具有系统管理权限的单个用户改变，从而使用户更容易使用和理解系统。
在更完整的版本中，对于在临界条件下需要最大准确度和更大自主权的工作，装备将以完整的形式提供，包括同时配置有服从单独和同时控制的操作的两个或更多个释放器的多用途硬件系统。
在更简化的版本中，对于要求较小面积的作业，装备将以更经济的形式提供，包括配置有释放器的多用途硬件系统，其能够连接到定制触摸屏接口而不是使用智能电话或平板电脑。
对于其它情况，提供了部分结合所有上面提到的技术和释放器的装备的版本。
本发明的新颖特点在于在具有地理定位技术的交通工具(例如，无人机)的帮助下将释放技术及其多用途操作与不同释放器相结合，并在允许应用最新技术来释放输入物和进行农艺规划的更现代的计算机系统中实现。
在所有版本中，交通工具都选择了将多用途嵌入式系统、(一个或多个)释放器和输入物运输到或经过释放的目标位置的功能。
释放器的机电组具有生成期望量的生物输入物的功能，通过重力作用将它们释放到用于沉积的目标上。通过配备流量控制，允许在不断校正调整中执行释放操作，从而提高与每个释放器相关的生物输入物的效率和沉积准确度。
系统中存在的计算机程序是应用的规划、监视和执行形式的创新的持有者。这个程序允许划定几个不同的应用区域，规划这些区域上的最优路线(这确保以行进的最短路线完全覆盖，而不会牺牲机动的安全性)，基于通过输入物释放的集中来计算的数据进行控制以考虑外部因素(诸如速度、高度和环境温度)。系统的调节和微调是在位置和地理位移传感器(GPS)以及释放器中存在的传感器的测量之后通过配备有处理器以及分析和决策算法的控制硬件根据输入物释放技术已知的参数自动进行的。装备的耐用性允许在同一天和更不利的条件下操作更长的工作时间，使其在一年中的操作天数更多。
Claims (8)
1.一种用于独立释放生物制剂以进行精确生物害虫控制的多用途板载系统，包括：将应用于精确生物控制的一系列组件以其标准配置集成，以用于安装在背包、地面交通工具、有人驾驶飞机和无人驾驶飞行器(100)–UAV或无人机中；本发明采用多用途嵌入式系统，其特征在于：高性能多用途电子装备(硬件)(10)；专用或共享的GPS/GLONASS/GALILEO(110)无人机接收器(100)；四种不同的专用机电释放器，称为松散寄生卵释放器(20)、松散团块释放器(30)、活体输入物(螨)释放器(40)和有益菌粉末释放器(50)，它们由高性能多用途电子装备(硬件)(10)单独或同时控制；使用专用触摸屏人机接口(60)进行配置和控制；或通过移动设备(70)形式的规划应用进行配置和控制；或通过用于管理和规划的web软件(90)在桌面计算系统中进行配置。
2.根据权利要求1所述的用于独立释放生物制剂以用于精确生物害虫控制的多用途板载系统，其特征在于给出以下功能：配置无人机(或相关联的交通工具)的巡航速度；配置线之间的宽度以覆盖区域；配置以毫升每公顷为单位的释放速率；累加器计算(应用的总体积)；基于固定值、高程图或在线高程图的释放高度设置；压痕区域设置；迭代调整初始释放点的位置和方向；针对线改变迭代调整曲线；在地图上利用插图和迭代区域计算对一个或多个定制多边形、参考点、路线规划进行定义；基于每个释放器的单独或同时的自动操作的所有先前特点优化计算以毫升每分钟为单位的即时释放速率；基于来自可选地包括或不包括差分信号RTK的GPS/GLONASS/GALILEO接收器的更新，自动进行以毫升每分钟为单位的即时释放速率控制；释放器的单独校准系统；经由串行接口、USB、蓝牙和经由Wi-Fi网络和移动互联网的云发送数据；基于测量度量和手动或电子方式的害虫数量和类型的计数，环境数据，释放器类型，带批次、制造日期和预期出生日期的生物输入物类型、与生物输入物相关的QR码的定制报告；与生物输入物、客户注册(对于管理员和用户)相关的QR码；基于可定制的客户数据、设置、接收到的数据和定价表自动生成账单；装备远程跟踪和封锁；与地图上的位移相关的迭代导航数据和飞机操作；以及基于人工智能算法和机器学习生成指示器，以定义智能害虫抵御处理策略。
3.根据权利要求1和2所述的用于独立释放生物制剂以用于精确生物害虫控制的多用途板载系统，其特征在于，给出用于配置、控制和管理释放器和精确生物控制固有的数据生成的高性能多用途电子装备(硬件)(10)，所述高性能多用途电子装备使用：高性能CPU处理单元、蓝牙通信接口、Wi-Fi、UART(串行RS232)和USB、用于传感器和数字致动器的定制输入和输出以及用于每个释放器的专用于每个生物输入物的自动化的单独或同时控制单元。
4.根据权利要求3所述的用于独立释放生物制剂以用于精确生物害虫控制的多用途板载系统，其特征在于给出电子系统以支持与高性能多功能电子装备(硬件)的定制数字输入和输出兼容的生物输入物的实际流率和释放速率的感测和测量。
5.如权利要求1所述的用于独立释放生物制剂以用于精确生物害虫控制的多用途板载系统，其特征在于给出用于以松散寄生卵形式释放生物制剂的释放器(20)，所述释放器使用：用于主转子的容纳体(21)；受控的旋转圆形转子(22)，具有专用于从特定隔间收集松散寄生卵的隔间和机械释放系统，用于根据以毫升每公顷为单位的释放速率和任务规划中定义的所有配置维持松散寄生卵的完整性；以及具有主体和机电元件及其连接的集成支撑件(23)。
6.根据权利要求1所述的用于独立释放生物制剂以用于精确生物害虫控制的多用途板载系统，其特征在于给出用于以可能添加了驱虫剂的松散团块形式释放生物制剂的释放器(30)，所述释放器使用：用于主转子的容纳体(31)；基于尼龙刷的受控的旋转圆形转子(32)，专用于从特定隔间收集松散团块，并根据以毫升每公顷为单位的释放速率和任务规划中定义的所有配置将这些团块分离，所述分离维持了团块的完整性；以及具有主体和机电元件及其连接的集成支撑件(33)。
7.根据权利要求1所述的用于独立释放生物制剂以用于精确生物害虫控制的多用途板载系统，其特征在于给出用于释放可能添加了惰性材料的活体生物制剂的释放器(40)，所述释放器使用：用于存储生物制剂的漏斗形隔间(41)；根据以毫升每公顷为单位的释放速率和任务规划中定义的所有配置进行控制的用于移动和混合存储隔间的无尽的线(42)；耦合到无尽的线的风力传输系统(43)，从而优化飞机的自主性并在飞行中为电池充电；基于电气负载和塑料刷的电子设备(44)，用于将静电条件插入到活体生物制剂和惰性材料中，以提高在高大植物的冠层上的释放效率；以及用于分发生物制剂的离心释放喷嘴(45)。
8.根据权利要求1所述的用于独立释放生物制剂以用于精确生物害虫控制的多用途板载系统，其特征在于给出用于释放干粉形式的有益真菌的释放器(50)，所述释放器使用：排气系统(或通风)和到存储隔间的特定连接的容纳主体(51)；根据以毫升每公顷为单位的释放速率和任务规划中定义的所有配置进行控制的旋转罩(或风扇)(52)；以及用于均匀喷射且不生成粉末涡流的释放喷嘴(53)。
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