Od prostych wytycznych GPS do inteligentnego oprysku
Rolnictwo precyzyjne wykorzystywane na szerszą skalę zaczęło się od prostych układów, które zapewniały jazdę równoległą i poruszanie się ciągnika między punktami A i B. Obecnie po przejściu wielu etapów rozwoju, zmian i ewolucji opracowywane są rozwiązania wykorzystujące sztuczną inteligencję. Ma to miejsce między innymi w przypadku producentów opryskiwaczy, którzy oferują możliwość oprysku punktowego tylko na wybrane chwasty rozpoznawane przez AI.
Dostępne powszechnie rozwiązania pozwalają na jazdę równoległą, zarządzanie zestawem maszynowym na uwrociach, zmienne dawkowanie i kontrolę sekcji. Są to podstawowe środki, których efektywne wykorzystywanie otwiera możliwość do czerpania korzyści z rolnictwa 4.0. Przynoszą one wymierne oszczędności.
Biuro w chmurze i standard ISOBUS
– Ważnym etapem wdrażania rolnictwa 4.0 były aplikacje umożliwiające analizę zbieranych danych. Świadome gospodarstwa od dawna wykorzystują elektroniczną księgę zabiegów. Na szerszą skalę pierwszym takim dobrym systemem zarządzania był 365FarmNet. Obecnie od systemów oczekujemy więcej. Zależy nam przede wszystkim na dwukierunkowej wymianie danych, ściąganiu także informacji z różnych systemów i ich przeglądanie. Jest to element, który ułatwia pracę. Podstawowe narzędzie, nasze biuro, które jest umieszczone w chmurze i dzięki któremu możemy pracować. Wiele gospodarstw zdaje sobie sprawę z korzyści, jakie daje kontrola sekcji i magistrale ISOBUS. Są to dla nich oczywiste elementy wyposażenia maszyn. Trzeba jednak pamiętać, że wiele nowych ciągników, wiele nowych maszyn sprzedawanych w ostatnich latach zamawianych było bez tych elementów wyposażenia – mówił Michał Konat z Gospodarstwa Rolnego Farm Service podczas XXI Międzynarodowej Konferencji Rolnictwa Cyfrowego.
Od map aplikacyjnych do autonomicznej wizji rolnictwa 5.0
Ewolucję technologiczną rolnictwa precyzyjnego podzielić można na kilka etapów. Na początku wykorzystywany był sygnał GPS do jazdy równoległej i automatycznego sterowania, potem do gospodarstw wkroczyło oprogramowanie zapewniające elektroniczny rejestr zabiegów i dokumentację. Etap trzeci to zarządzanie sekcjami i magistrale ISOBUS. Potem do rolnictwa precyzyjnego zostało włączone zmienne dawkowanie poprzez wdrożenie map aplikacyjnych. Czwarty etap stanowi rolnictwo 4.0 i wymiana dwukierunkowa, tworzenie automatyczne dokumentacji i wspieranie decyzji rolnika. Obecnie opracowywane jest rolnictwo 5.0, które wykorzystywać będzie rozwiązania autonomiczne, sztuczną inteligencję i tworzenie strategii na podstawie zbieranych danych. Pojazdy wykorzystywane w rolnictwie będą autonomiczne i ich praca będzie niezależna od operatora. Kolejny etap stanowić będzie budowa strategii i minimalizacja zasobów przy pełnej optymalizacji. Rozwiązania pozwolą przewidywać decyzję.
Jak analiza NDVI i zdjęć z dronów skraca czas zwrotu z inwestycji
Elementem wdrażania rolnictwa 4.0 w praktyce są aplikacje. Dużo dyskutuje się na temat elektronicznej księgi zabiegów. Jest to element, który świadome gospodarstwa od dawna używają.
Takie narzędzia jak kontrola sekcji czy magistrale ISOBUS to części składowe rolnictwa precyzyjnego. Współcześnie ważnym elementem jest stosowanie zmiennego dawkowania na podstawie zbieranych wcześniej danych oraz przy wykorzystaniu zdjęć NDVI. Do wykonywania zadań uprawowych już teraz dostępne są maszyny jeżdżące autonomicznie, które potrafią zmieniać dawki a rolnik ma wiele rozwiązań, które wspomagają zarządzanie maszynami. Możliwe jest bowiem przesyłanie danych i opieranie się nie tylko na zdjęciach satelitarnych, ale tych bardziej dokładnych, które wykonywane są przez drony.
– To są elementy, które mają jasny, bezpośredni wpływ na sytuację ekonomiczną naszej produkcji. Mają także wpływ na jakość tej produkcji, tak naprawdę na sposób zarządzania. Bo po co to robimy? Robimy i wdrażamy to tylko i wyłącznie dla pieniędzy, dla poprawy komfortu pracy i obniżenia kosztów bezpośrednich. Te wszystkie elementy na przykładzie mojego gospodarstwa przyniosły wiele korzyści. Stopa zwrotu związana z inwestycją w elementy rolnictwa precyzyjnego wynosi od dwóch do pięciu lat – informował Michał Konat.
Jak zapanować nad rozproszoną strukturą pól i ujednolicić płynące z nich informacje
Wyzwanie stanowi jednak koordynacja danych. Rolnicy nie pracują na jednej dużej działce. Mają do czynienia ze strukturą rozproszoną a każde stanowisko wykazuje inną charakterystykę. Konieczne jest więc wykonywanie analiz wstecznych na podstawie zdjęć NDVI i map zasobności, kontroli wykonywanych zabiegów, kart zmiennego dawkowania i mapowania plonów przez maszyny zbierające. Aktualnie każdy liczący się dostawca maszyn dostarcza takie rozwiązania. Rolnictwo będzie więc zmierzać w kierunku integracji danych.
Rolnik w roli menedżera floty
– Technologia będzie się także rozwijać w kierunku wspomagania decyzji. Cóż bowiem da nam oblot dronem, dokładne mapowanie składników pokarmowych czy próby glebowe, jeżeli nie będziemy mieć informacji zebranych w sposób jednoznaczny, ujednolicony, dostępny dla użytkownika, jeśli nie będą zgromadzone w jednym miejscu i dostępne w sposób łatwy do przetwarzania, tak aby podejmowanie decyzji mogło być wspomagane. Aktualnie wkraczamy na etap piąty, który wiąże się z integracją wymiany danych, Kiedy ten poziom zostanie osiągnięty, dostępne będą rozwiązania autonomiczne wspomagane przez sztuczną inteligencję – mówił Michał Konat.
W poziomie szóstym wykorzystywane będą pojazdy autonomiczne. Roboty polowe wykonujące siew i opryski pracujące bez operatora. Rolnik będzie menedżerem maszyn. Sztuczna inteligencja będzie analizować dane z całego gospodarstwa i środowiska. Zaproponuje na ich podstawie optymalne strategie zarządzania. Roboty rozpoznawać będą nie tylko chwasty, ale będą także przewidywać ich rozwój stosując bardzo precyzyjne dawki środków ochrony. Rozwiązania te spowodują radykalną redukcję kosztów i znaczące ograniczenie zapotrzebowania na operatorów maszyn. Dojdzie także do minimalizacji zużycia zasobów. Produkcja roślinna będzie wymagała mniejszych ilości paliwa, nawozów i środków ochrony. W efekcie technologia zapewni zwiększenie zysków ze względu na eliminację błędów ludzkich. Podejmowane będą optymalne decyzje pod kątem ekonomicznym i środowiskowym.
Kolejnym etapem będzie budowa strategii i minimalizowanie zasobów przy pełnej optymalizacji. Będą one tworzone długoterminowo dla całego gospodarstwa. Systemy będą nie tylko reagować, ale przewidywać przyszłe potrzeby między innymi zapotrzebowanie na wodę czy ryzyko występowania chorób. Sugerować będą proaktywne działania. Technologia będzie wspierać praktyki poprawiające zdrowie gleby i bioróżnorodność, minimalizując przy okazji ślad węglowy.
Dlaczego tylko ułamek polskich gospodarstw w pełni korzysta z rolnictwa 4.0?
Dzięki temu bardzo możliwe będzie pełne wykorzystanie potencjału. Środki produkcji będą efektywnie stosowane i podawane tylko tam, gdzie są potrzebne w optymalnie wyliczonych dawkach. Dzięki minimalizacji ryzyka i optymalnemu zarządzaniu gospodarstwa staną się bardziej odporne za zmienność cen i niekorzystne warunki pogodowe. Produkcja żywności odbywać się będzie w sposób zrównoważony i transparentny, co doceniane będzie przez rynek i konsumentów.
– Prowadzenie równoległe plus analiza danych, te rozwiązania wydają się być oczywiste, proste i powszechnie dostępne. Z moich analiz wynika, że w Polsce korzysta z nich 3% gospodarstw. Szacunkowo jest ich 1,4 mln. Na rynek produkuje 400 tys. a takich, które produkcję roślinną prowadzą na areale 50 ha jest około 30 tys. Z kontroli sekcji, zmiennego dawkowania i wysiewu korzysta realnie około 1% świadomych gospodarstw. Wielu rolników posiada te rozwiązania, ale nie potrafi ich funkcjonalnie użytkować. Problem stanowi brak standardu wymiany danych. Rolnik, osoba zarządzająca, jeśli ma korzystać z pięciu różnych aplikacji i pięciu różnych tabletów w ciągniku, w dłuższej perspektywie będzie to dla niego zbyt złożone i skomplikowane, aby efektywnie wykorzystywać. Dlatego konieczna jest standaryzacja. Jeden system i terminal, tak aby działanie mogło być powtarzalne. Dodatkowo potrzebna jest edukacja prowadzona przez dostawców sprzętu, doradców i Ośrodki Doradztwa Rolniczego – przekonywał Michał Konat.
Tomasz Ślęzak
fot. T. Ślęzak
