LAPP
Auf dem Bild sieht man zwei Drohnen über einem Weinberg schweben, gesteuert über einem Laptop.

Rolnictwo zmaga się z coraz większymi wyzwaniami. Powodem tego są ekstremalne warunki pogodowe, wysoka presja cenowa i sprzeczne zapotrzebowanie konsumentów. W konsekwencji rolnictwo musi stać się bardziej wydajne i produktywne. Musi być w stanie precyzyjnie przewidywać swoje plany. Dla firmy LAPP brzmi to znajomo, ponieważ środowisko Przemysłu 4.0 wymaga wczesnego wykrywania możliwych błędów-technologia konserwacji predykcyjnej. Potrzeba ta jest obecnie odczuwalna również w rolnictwie. Od 1999 roku liczba gospodarstw rolnych w Niemczech zmniejszyła się o 42%. Szczególnie dotknęło to małe gospodarstwa o powierzchni użytkowej poniżej 200 hektarów. W większości są to gospodarstwa pracujące metodami ekologicznymi. Skutki dalszych spadków mogą być katastrofalne, ponieważ według Federalnego Ministerstwa Żywności i Rolnictwa, niemieckie rolnictwo jest jednym z czterech największych producentów w UE. Oprócz produkcji produktów zwierzęcych, zbóż, warzyw i owoców, do ważnych zasobów rolnictwa należą także obszary uprawne przeznaczone na bioenergię i surowce.

IoT dla rolnictwa

W sektorze rolniczym dokonano już ważnych przełomów w zakresie uprawy roślin i inżynierii genetycznej. Teraz kolejną rewolucją stanie się Smart Farming, czyli cyfryzacja rolnictwa. Termin ten odnosi się do integracji nowoczesnych technologii informacyjno-komunikacyjnych w sektorze rolniczym. Mogą być one wykorzystywane zarówno w dużych, jak i małych przedsiębiorstwach. Monitorowanie, zdalne sterowanie i automatyzacja umożliwią bardziej wydajne oraz zrównoważone rolnictwo. Inteligentna analiza danych pozwala na zbieranie, interpretowanie i analizowanie wyników z systemów monitorowania. Zapewni to bardziej precyzyjne wykorzystanie zasobów ludzkich, finansowych i rolniczych. Przykładowo, jeśli system stwierdzi, że ziemniaki mają jeszcze wystarczająco wilgotną glebę można potencjalnie zaoszczędzić od kilkuset do tysiąca litrów wody. Jeśli system pójdzie o krok dalej, automatycznie poinformuje o tym systemy nawadniające, które będą się włączać i wyłączać autonomicznie. Jednak, aby to osiągnąć należy zagwarantować niezawodne zasilanie i dostęp do danych. W końcu, jeśli rolnicy będą polegać na systemie Smart Farming, a ten ulegnie awarii, mogą stracić plony z całego sezonu.

Inteligentne rolnictwo na fali wzrostu

W Niemczech powstało już wiele nowych firm i inicjatyw zajmujących się inteligentnym rolnictwem.  Firma VetVise opracowała system monitorowania świń i kurcząt oparty na sztucznej inteligencji. Do systemu monitorowania w oborze niezbędne są: kamery, przewody i łącze internetowe. Sztuczna inteligencja w sieci uczenia maszynowego została „nauczona” zachowań zwierząt na podstawie 100 000 obrazów. Dzięki temu nieprawidłowe zachowanie zwierząt zostanie zgłoszone hodowcom i tym samym ostrzeże ich przed potencjalnie chorymi zwierzętami. Inny przykład dotyczy monitorowania uprawy winorośli. Firma Lilienthal Digitaler-Weinbau wykorzystuje drony do optymalizacji swojej uprawy. Drony wykrywają chore winorośle za pomocą kamer multispektralnych i różnych czujników. Ogromną zaletą jest to, że nie jeżdżą one po glebie, co zmniejsza zagęszczenie chorób. Temat ten staje się coraz ważniejszy, ponieważ żaden winiarz nie ma czasu na codzienne oglądanie milionów winorośli. Berlińska firma Deepfield Connect specjalizuje się w czterech obszarach jednocześnie. Monitorowanie pól, szparagów, monitory mleka oraz czujniki liści pozwalają kontrolować bieżący stan uprawy. Ostrzegają również, gdy niektóre mierzone wartości wykraczają poza prawidłowy zakres. W ten sposób rolnicy mogą reagować na wczesnym etapie i ewentualnie uratować swoje plony.

Inteligentne rolnictwo pojawiło się również na arenie europejskiej. „Agri Gaja”, jeden z wielu projektów dla europejskiej infrastruktury o nazwie Gaja-X, chce domknąć krąg obiegu informacji. Planuje połączyć zbieranie danych z czujników w maszynach rolniczych i systemach monitorowania, trening algorytmów na serwerach oraz ciągłą optymalizacją tych algorytmów. W ten sposób ma powstać zbiór danych, który będzie stale się powiększał wraz z codzienną działalnością rolnika.

Wyzwanie przyszłości

Co jest potrzebne, aby zagwarantować rozsądne i niezawodne inteligentne rolnictwo? Konieczne są solidne rozwiązania w zakresie połączeń. Ze względu na aktywność większych zwierząt i obecność kurzu w stajniach, sprzęt techniczny musi być w stanie wiele znieść. „Nie jest to łatwe zadanie”  mówi Marco Artoli, kierownik projektu ds. komunikacji przemysłowej w firmie LAPP. Komponenty muszą być odporne na bakterie i biogazy, które mogą mieć wpływ na elektronikę w kontakcie z roślinami lub zwierzętami. Innym problemem są materiały organiczne na bazie syntetycznej, takie jak oleje, smary i odpowiednie emulsje. Ponieważ technologie inteligentnego rolnictwa są zwykle stosowane na zewnątrz, rozwiązania muszą być odpowiednio zabezpieczone przed ciepłem, zimnem i wilgocią. Z drugiej strony Artoli uważa, że wyzwaniem jest płynna komunikacja. Różne systemy i komponenty muszą się ze sobą stale komunikować. W ostatecznym rozrachunku wymaga to stabilnego połączenia dla dużych ilości danych. Niezbędna będzie tu także sieć 5G. Firma LAPP wie co robić, jeśli chodzi o solidne rozwiązania. Sytuacja bywa przecież trudna również na produkcji, farmach wiatrowych i w systemach fotowoltaicznych. Środkiem zaradczym jest specjalna formuła ROBUST, która jest już stosowana w przewodach zasilających, sygnałowych, czujnikowych oraz w połączeniach Ethernet. „Jeden z włoskich klientów już od wielu lat używa rozwiązań połączeniowych z serii ROBUST do systemu automatyki w kurniku”  powiedział Artoli. Ponieważ w przypadku każdej automatyki ważne jest, aby zarówno zwierzęta, jak i elektronika były chronione w długim okresie czasu. Jeśli tak jest, rozwiązanie takie jak to, oferuje prawdziwą wartość dodaną dla rolników.

Inteligentne rolnictwo można postrzegać jako rodzaj technologii konserwacji predykcyjnej dla stajni lub pól. Pożądany system Smart Farming musi być zatem elastycznie zintegrowany z odpowiednimi operacjami, by przynieść rolnikom rzeczywistą wartość dodaną. Takie parametry, jak wpływ pogody na płodność zwierząt lub wykorzystanie prognoz pogody do optymalnego nawadniania pól można wykorzystać, aby rolnictwo stało się bardziej wydajne. Stopień integracji technologii również musi być elastyczny i dostosowany do potrzeb. Czy system ma tylko ostrzegać, czy też wydawać zalecenia? A może powinien samodzielnie inicjować działania? Jest to przyszłościowa dziedzina wymagająca inteligentnych i innowacyjnych rozwiązań. A firma LAPP traktuje ją jako siłę napędową innowacyjnych technologii połączeń, w dziedzinie technologii sieciowych i monitorowania roślin.