Jak technologia wspiera Rolnictwo 4.0

Najpierw pojawiła się mechanizacja. Następnie nadeszła Zielona Rewolucja z wysokowydajnymi odmianami upraw. Uprzemysłowienie zwiększyło z kolei skalę działalności. Obecnie rolnictwo rozpoczyna kolejną rewolucję — Rolnictwo 4.0. Wykorzystując szereg technologii, od sztucznej inteligencji po robotykę i nie tylko, przyszłość rolnictwa to rolnictwo precyzyjne — optymalizacja wzrostu upraw w obliczu bezprecedensowych wyzwań.

Rolnictwo znajduje się na rozdrożu w obliczu wielu przeciwności. Po pierwsze, zmiany klimatyczne prowadzą do nieprzewidywalnych zjawisk pogodowych, nasilając susze i huragany oraz powodując kurczące się zasoby wody i szkody w uprawach. Jednocześnie liczba ludności na świecie stale rośnie. Oczekuje się, że do 2050 r. osiągnie ona 9,7 miliarda, zgodnie z prognozami Organizacji Narodów Zjednoczonych. Oznacza to, że w latach 2030-2050 liczba ludności wzrośnie o 1,2 miliarda w ciągu zaledwie dwudziestu lat. Wyzwania związane z bezpieczeństwem żywnościowym będą się stale nasilać.

Zwiększona produkcja żywności przy ograniczonych zasobach, takich jak grunty orne i słodka woda, będzie nadal stanowić wyzwanie. Migracja siły roboczej z obszarów wiejskich do miast zmniejsza dostawy dostępne do pracy na polach.

Wyzwania te mogą wydawać się zniechęcające, ale stosunkowo nowe technologie wplecione w Rolnictwo 4.0 stanowią obietnicę rozwiązania ich wszystkich – lub przynajmniej bycia potężnym sprzymierzeńcem. Wykorzystanie nowoczesnych technologii w celu sprostania wyzwaniom związanym z populacją na świecie nie jest niczym nowym. Jednak zasady tej kolejnej rewolucji mają zastosowanie dosłownie od podstaw – od czujników w glebie i monitorowania dużych stad zwierząt gospodarskich po drony, które badają rozległe uprawy. Wszystko zaczyna się od digitalizacji zapisów w celu szybkiego gromadzenia i analizowania informacji, co prowadzi do uzyskania ostrzejszych spostrzeżeń.

Zaawansowane technologie i przyszłość rolnictwa

Podejmowanie decyzji na podstawie danych rewolucjonizuje szereg sektorów, od opieki zdrowotnej po produkcję i stanowi podstawę rolnictwa 4.0. Gdy wszystkie informacje o uprawach zostaną poddane cyfryzacji, zaawansowane technologie mogą działać w rolnictwie precyzyjnym. Liczne rozwiązania technologiczne, które mogą współpracować z przyszłymi technologiami rolniczymi to:

• Analiza danych

Analityka danych to nie tyle technologia, ile to, co Rolnictwo 4.0 może zrobić z danymi. Gdy przyszłość rolnictwa zależy od optymalizacji ograniczonych zasobów, takich jak grunty orne, woda i siła robocza, decyzje oparte na danych mają kluczowe znaczenie. Analityka danych nie pozostawia miejsca na podwójne domysły i daje rolnikom pewność w podejmowaniu ważnych decyzji biznesowych i poprawie wzrostu plonów.

• Internet rzeczy (IoT)

W następnej odsłonie rewolucji technologii informatycznych w rolnictwie dane pochodzą nie z typowych miejsc, ale z „rzeczy”, takich jak czujniki w glebie — w czasie rzeczywistym. Czujniki IoT mogą mierzyć wilgotność i informować rolników, gdy spadnie ona poniżej pewnego z góry określonego poziomu, jako miernik stanu gleby.

Czujniki temperatury i wilgotności mogą zapewnić natychmiastowe ostrzeżenie, gdy wykryją wczesne stadia choroby. Czujniki termiczne mogą nawet pomóc w monitorowaniu stanu zdrowia zwierząt. Mogą one wykryć obecność zapalenia sutka, które wpływa na wymiona krów.

Massive IoT przewiduje powszechne zastosowanie IoT w gospodarstwach rolnych i obiecuje dopracowanie praktycznie każdego parametru wartego zmierzenia, w tym wskaźników dojrzałości owoców, dobrostanu zwierząt oraz wykrywania chorób zdrowia i roślin.

Dane z różnych czujników zasilają modele analityczne, które mogą analizować liczby i dostarczać w czasie rzeczywistym informacji na temat właściwości gleby i innych istotnych parametrów. Taka precyzyjnie dostosowana nauka o danych pomaga rolnikom optymalizować plony zamiast zgadywać.

• Drony i kamery wielospektralne

Operacje rolnicze wymagają pokrycia wielu akrów ziemi; pilnowanie upraw na tym obszarze jest często trudne. Drony latające są bardzo skuteczne w gromadzeniu danych – mogą stwierdzić, czy uprawy wykazują wczesne oznaki choroby – za pomocą czujników pokładowych. W takich przypadkach drony z tańszymi czujnikami mogą uzupełniać instalacje IoT.

Przyszłość rolnictwa przyniesie przyspieszone wdrożenia dronów, w tym wykorzystanie ich do dostarczania precyzyjnych dawek środków owadobójczych tylko w wybranych obszarach upraw i do sadzenia nasion w odległych lokalizacjach. Drony są w stanie gromadzić dane na dużych odległościach, co jest atrakcyjną cechą w rolnictwie.

• Sztuczna inteligencja i uczenie maszynowe

Podczas gdy czujniki IoT mogą mierzyć, gromadzić i kierować dane, sztuczna inteligencja może analizować je pod kątem bezpośrednich problemów i długoterminowych trendów. Sztuczna inteligencja może nadawać sens obrazom zebranym z dronów i badać je pod kątem plam na uprawach, które wskazują na oznaki chorób grzybiczych i inne wskaźniki problemów. Nawozy mogą opierać się na takiej inteligentnej percepcji i być dostosowane do problemów i lokalizacji, jeśli zajdzie taka potrzeba. Takie podejście ostrożnie wykorzystuje wszystkie surowce, zamiast marnować je na obszarach, które mogą ich nie potrzebować.

Najbardziej podstawowe wersje wytrenowanych modeli sztucznej inteligencji opierają się na zapamiętanej pamięci. Porównują to, co widzą dzisiaj, z tym, co już wiedzą. Jeśli na przykład rolnicy potrzebują informacji o dojrzałości owoców, sztuczna inteligencja pomaga, porównując obraz z drzew owocowych i zestawiając go z ustalonymi, wyuczonymi obrazami dojrzałych owoców. Bardziej zaawansowane modele sztucznej inteligencji nie potrzebują tak głębokich banków znanych danych. Zamiast tego uczą się w pracy z małym początkowym zestawem danych.

• Robotyka

Rolnictwo jest pełne powtarzalnych i monotonnych zadań — obsiewanie pól, pielenie i zbieranie plonów to tylko trzy przykłady — które sprawiają, że inżynieria rolnicza idealnie pasuje do autonomicznych maszyn. W przyszłości w rolnictwie roboty będą wykonywać nudne (często niebezpieczne) prace, podczas gdy trudni do znalezienia pracownicy będą mogli zostać przydzieleni do bardziej ekscytujących projektów.

Roboty można zaprogramować tak, aby wykonywały określone zadania w określonym czasie, co sprawia, że są niezawodne i wydajne. Już teraz roboty doją krowy oraz zbierają truskawki i inne owoce. Spodziewajmy się, że wkrótce zobaczymy więcej wdrożeń robotyki terenowej, zwłaszcza w organizacjach rolniczych, w miarę poprawy infrastruktury łączności i wzrostu kosztów pracy.

• Dostęp do chmury

Rolnicy potrzebują dostępu do wielu punktów danych i narzędzi cyfrowych w terenie. Mogą potrzebować, sprawdzić harmonogramy nawadniania, sprawdzić zwierzęta gospodarskie pod kątem oznak infekcji bakteryjnej, ponownie ocenić umowy na naprawę starzejącego się sprzętu lub podpisać umowę z pracownikami. Dostęp do decyzji i informacji w czasie rzeczywistym oznacza, że dane muszą być przechowywane w chmurze, aby rolnicy i wszyscy upoważnieni pracownicy mogli śledzić dane w czasie rzeczywistym z centralnej lokalizacji.

Wytrzymałe rozwiązania w branży rolniczej

Transformacja cyfrowa, która leży u podstaw Rolnictwa 4.0, polega na analizie danych przy użyciu stosunkowo nowych technologii. Dostęp do tych informacji musi być możliwy w czasie rzeczywistym i mobilny, aby zapewnić maksymalną użyteczność w przyszłym rolnictwie.

Wytrzymałe urządzenia mobilne i jednostki obliczeniowe firmy Getac zostały stworzone właśnie w tym celu. Wbudowane funkcje łączności pomagają w dostępie, a wytrzymałość pomaga urządzeniom działać pomimo trudnych warunków pogodowych i nieostrożnej obsługi. Urządzenia Getac są również wykonane tak, aby użytkownicy mogli z nich korzystać pomimo ostrego światła słonecznego.

Przyszłość rolnictwa to wykorzystanie możliwości technologii informatycznych w celu zwiększenia plonów i związanego z tym bezpieczeństwa żywnościowego rolników. Jednocześnie przemysł spożywczy musi stawić czoła nadchodzącym wyzwaniom. Obejmują one zmiany klimatyczne, żywność, zmniejszone bezpieczeństwo żywnościowe i niedobór siły roboczej.

Dzięki wytrzymałym urządzeniom mobilnym rolnicy mogą korzystać z opartych na danych spostrzeżeń wykorzystujących nowoczesne technologie, aby podejmować właściwe decyzje we właściwym czasie w złożonym środowisku. Może to pomóc w czerpaniu korzyści z rolnictwa precyzyjnego i Rolnictwa 4.0.