Pametno kmetijstvo – senzorski sistem za monitoring in napovedi v kmetijstvu z uporabo umetne inteligence
PRP RS 2014 – 2020
Pilotni projekt je del ukrepa M16 – Sodelovanje oz. podukrep M16.2 – Razvoj novih proizvodov, praks, procesov in tehnologij.
Podpora iz podukrepa M16.2 je namenjena razvoju novih oziroma izboljšanih proizvodov, praks, procesov ali tehnologij na področju kmetijstva, živilstva ali gozdarstva. Prenosu znanj v prakso ter razširjanju rezultatov projekta.
Evropsko partnerstvo za inovacije (EIP) je del evropske politike za spodbujanje inovativnosti in učinkovitejšega povezovanja med raziskavami in inovativnostjo z namenom hitrejšega pridobivanja uporabnih rešitev. ( Več na povezavi: Kaj je EIP?)
Namen Evropskega partnerstvo za inovacije na področju kmetijske produktivnosti in trajnosti (EIP-AGRI) je spodbujati konkurenčno in trajnostno kmetijstvo in prispevati k zagotavljanju stabilne pridelave hrane, krme in biomaterialov, trajnostnemu upravljanju naravnih virov od katerih sta odvisna tako kmetijstvo kot gozdarstvo in sožitje z okoljem. EIP na področju produktivnosti in trajnosti kmetijstva je opredeljen od 55. do 57. člena Uredbe 1305/2013/EU.
VSEBINA PROJEKTA
Vsebina in namen projekta
Pametno kmetovanje lahko predstavlja izjemno podporo pri doseganju prehranskih izzivov prihodnosti, npr. kako nahraniti 9 milijard ljudi do leta 2050, kako doseči cilje trajnostnega razvoja in kako izboljšati konkurenčnost kmetov. V okviru projekta razvijamo inteligentni sistem za monitoring in predikcije v kmetijski rastlinski pridelavi. Sistem je zgrajen iz senzorskih postaj, ki so namensko razvite za spremljanje parametrov, ki pomembno vplivajo na kakovost in razvoj bolezni na kmetijskih kulturah.
Razviti senzorski sistemi so mobilni, avtonomni, primerni za uporabo ob različnih vremenskih pogojih in omogočajo samodejno lociranje na kmetijskih površinah. Zajete podatke pošiljamo v oblak, kjer so shranjeni za pregled oziroma nadaljnje analize. V okviru projekta, vključena kmetijska gospodarstva razvite senzorske sisteme namestijo na kmetijske površine in tako spremljajo ter beležijo pojav bolezni ter drugih neželenih situacij na različnih kmetijskih kulturah. Izvaja se dnevna kontrola kmetijskih kultur, kjer so postavljene senzorske postaje in se beleži pojav vsake nepravilnosti oz. bolezni na kmetijski kulturi. V okviru projekta smo med drugim fokusirani na kmetijsko kulturo krompir, in sicer je kmetijski partner za namen projekta nasadil krompir, ki ga ni tretiral z nobenim sredstvom in služi za učenje inteligentnega sistema. Vsi ti zajeti podatki predstavljajo učno bazo, na podlagi katere se uči umetna inteligenca v naprej predvideti pojav določenega neželenega stanja na določeni kmetijski kulturi. S takšnim pristopom se zmanjša preventivna in kurativna uporaba fitofarmacevtskih sredstev, predvsem fungicidov. Prav tako lahko kmet vedno preko spletne aplikacije spremlja parametre, kot so vlaga, temperatura, vrednost dušika, vetrovnost ipd., na svojih kmetijskih površinah in se na podlagi tega odloča o potrebnih ukrepih.
Pametno kmetijstvo vsekakor predstavlja tehnologijo prihodnosti, ki jo bomo v okviru projekta prenesli v realno uporabo na kmetijska gospodarstva. Napredna senzorika, strojno učenje in umetna inteligenca so tehnologija so napredni pristopi, ki jih bomo v okviru projekta učinkovito prenesli v uporabo na področje kmetijske dejavnosti. Rezultati projekta bodo kmetijskim gospodarstvom omogočili inovativno spremljanje parametrov v kmetijski pridelavi ter inteligentno pravočasno opozarjanje o potrebnih ukrepih za doseganje maksimalne kakovosti kmetijskih pridelkov. Z uporabo inovativnega pristopa se bo optimirala kmetijska dejavnost, saj se bo zmanjšalo število preventivnih in kurativnih ukrepov za zaščitno rastlin na kmetijskih gospodarstvih.
Vsebina projekta je skladna z več kot štirimi potrebami iz PRP (Program razvoja podeželja Republike Slovenije) 2014-2020.
NAČRTOVANE AKTIVNOSTI
Načrtovane aktivnosti v projektu
• Študij strokovne literature – določitev pomembnih parametrov, ki vplivajo na razvoj bolezni ter posledično kakovost kmetijskih pridelkov.
• Razvoj senzorskih sistemov za meritve parametrov na kmetijskih površinah, kjer je posajena določena kmetijska kultura.
• Zasaditev kmetijske kulture, ki se z na kateri se ne bo uporabljalo fitofarmacevtskih sredstev in se bo uporabljala izključno za učenje razvitega inteligentnega sistema.
• Postavitev senzorskih sistemov na različnih kmetijskih kulturah (na kmetijah partnericah projekta).
• Zajemanje podatkov iz senzorjev ter reden dnevni pregled stanja opazovanih kmetijskih rastlin ter vnos podatkov v baze (na kmetijah partnericah projekta).
• Razvoj sistema za on-line spremljanje parametrov na kmetijskih zemljiščih (vlaga, temperatura zraka, temperatura zemlje, prisotnost dušika ?).
Načini prenosa znanj:
- Upravičenec do podpore, ki je kmetijsko gospodarstvo in pri katerem bo izveden praktični preizkus, bo izvedel demonstracijo pridobljenega znanja v okviru priprave in izvedbe praktičnega preizkusa na lokaciji svojega kmetijskega gospodarstva za najmanj tri gospodarstva, ki niso člani partnerstva.
- Upravičenec do podpore, ki je pravna oseba, registrirana za opravljanje dejavnosti svetovanja na področju kmetijstva, bo izvedel predavanje ali delavnico s predstavitvijo pridobljenega projektnega znanja za najmanj pet kmetijskih gospodarstev, ki niso člani partnerstva.
- Upravičenec do podpore, ki je pravna oseba, ki opravlja dejavnost izobraževanja na področju kmetijstva bo izvedel strokovno ekskurzijo na kmetijsko gospodarstvo, ki je član partnerstva in kjer je bil izveden praktični preizkus, za najmanj deset udeležencev, ki so vključeni v njen izobraževalni ali študijski program s področja kmetijstva (študenti).
- Upravičenec do podpore, ki je pravna oseba, registrirana za opravljanje raziskovalne in razvojne dejavnosti, bo izvedel predavanje ali delavnico s predstavitvijo pridobljenega znanja v okviru priprave in izvedbe praktičnega preizkusa na strokovnem dogodku za najmanj deset udeležencev.
CILJI
Cilji projekta in ciljna skupina:
→ Povečanje produktivnosti v kmetijstvu:
Pilotni projekt bo imel pomemben vpliv na prakso na področju kmetijstva, saj bo predstavljala tehnološko rešitev, ki bo praktično uporabna na kmetijah. Povečanje produktivnosti se kaže v smeri prihranka časa pridelovalcev, ki bi ga uporabili za spremljanje razvoja pridelka, kakor tudi iz dela zgodnjega obveščanja o potencialnih žariščih škodljivcev in bolezni, h katerim pripomorejo ugodni okoljski pogoji, in optimalen fitofarmacevtski tretma, ki bo imel v zgodnji fazi manjši negativen učinek na okolje in obenem predstavljal manjši strošek, kot pa če bi pridelovalec odkril kasneje sam.
Drugi vidik povečanja proizvodnje pa se kaže v možnosti pravočasnega oz. vnaprejšnega ukepanja v primeru neugodnih vremeskih pogojih (suša), na kar lahko pridelovalec pravačasno odgovori (namakanje), še preden so znaki pomankanja vode vidni na rastlinah in tako omogoči optimalen razvoj kmetijskih pridelkov.
V okviru izvajanja projekta se bo na kmetijah partnericah izvedel praktični preizkus, kar bo predstavljalo izhodišče za implementacijo rešitev tudi na druge kmetije. Poleg področja kmetijstva, bodo rezultati pilotnega projekta imeli tudi posreden vpliv na področje živilstva, saj se bo z rezultati projekta izboljšala kakovost kmetijskih (kvalitetnejši, potencialno manj tretiran kmetijski pridelek, kot vhodna kmetijska surovina) proizvodov uporabljenih v živilstvu.
→ Zmanjšanje negativnih vplivov kmetijstva na kakovost površinskih in podzemnih voda:
Rezultati projekta bodo pomembno prispevali k varovanju naravnih virov, saj se bo z uporabo kontinuiranega monitoringa ter inteligentnih predikcij zmanjšana uporaba fitofarmacevtskih sredstev za zaščito rastlin, kar bo pomembno prispevalo k varovanju vode in drugih naravnih virov. Eden izmed zastavljenih ciljev projekta je indentificirati okoljske pogoje, ki vodijo v potencialno ugodne razmere za razvoj bolezni in škodljivcev. Odgovor na takšno situacijo pa mora biti nemuden, preden se žarišče razširi. V tej fazi je možen selektiven nanos fito-farmacevtskih pripravkov, v manjših količinah kot običajno, kar povzroči manjši negativni vpliv na okolje, še zlasti na kakovost voda, kamor se ostanki fito-farmacevtskih sredstev lahko izpirajo. Še več, v kolikor do potencialno ugodnih situacij za razvoj bolezni in škodljivcev ne pride, pa je možno popolnoma preskočiti korak nanosa nekaterih fito-farmacevtskih pripravkov.
Z uporabo rešitev projekta se bo tako zmanjšalo število preventivnih in kurativnih ukrepov za zaščitno rastlin na kmetijskih gospodarstvih. Posledično se bo na kmetijskem gospodarstvu zmanjšalo število stojnih ur, ki so potrebne za nadzor in izvajanje ukrepov na kmetijskih rastlinah, kar pa vsekakor pomeni zmanjšanje emisij CO2.
→ Ohranjanje oziroma izboljšanje proizvodnega potenciala tal:
Izboljšanje proizvodnega potenciala tal se kaže vsaj v dveh smereh. Prvi je pravo- oz. pred-časen ukrep priprave tal v smislu namakanja in zagotavljnja hranljivih snovi, glede na predikcije in monitoring opazovanega območja. Drugi pa predstavlja zmanjšanje ciklusov tretiranja s fitofarmacevtskimi pripravki, ki ne izginejo iz okolja, njihov negativni potencial pa se množi in zmanjšuje proizvodni potencial tal.
→ Povečanje tržne usmerjenosti ter horizontalne in vertikalne povezanosti:
Posredni rezultat uvedbe predlaganega sistema monitoringa in predikcije ima posreden vpliv na tržnem potencialu, saj bolj kvaliteten pridelek dosega boljšo odkupno ceno in ima večji domet na trgu doma in v tujini (npr. omejitve glede kumulative uporabe fito-farmacevtskih sredstev). Po drugi strani odločna in pravočasna, premišljena dejanja pridelovalca storjena na podlagi analize predstavljenega sistema omogočajo prihranke pri vhodnih surovinah (pogonska goriva, fito-farmacevtska sredstva, gnojila,…), kar še dodatno povečuje konkurenčno prednost, obenem z manjšimi negativnimi posledicami na okolje.
Ciljna skupina vključenih v projekt so lastniki kmetijskih gospodarstev.
TRAJANJE
PROJEKT TRAJA OD JANUARJA 2019 DO JANUARJA 2022.
PARTNERJI
Vodilni partner: SLOKVA, zavod za razvoj neizkoriščenih potencialov so. p.
Vodja pojekta: Alenka Berložnik, alenka.berloznik@slokva.si
Člani partnerstva, ki izvajajo upravičene aktivnosti in so upravičeni do podpore ( v skladu s 7. členom Uredbe):
→ Univerza v Mariboru Fakulteta za
kmetijstvo in biosistemske vede
→ AMPS Peter Lepej s. p.
→ Kmetija Klančnik
Ostali člani partnerstva:
→ Kmetija Vid Rajh
→ Kmetija Andrej Zobec
→ Sadjarstvo SLOM d. o. o. 
IZVEDENE AKTIVNOSTI IN OBJAVE
Povzetek nekaterih izvedenih aktivnosti v prvem letu projekta:
Izvedene aktivnosti:
• Vodenje in koordinacija projekta: večkrat mesečno smo organizirali fizične in konferenčne sestanke članov partnerstva z namenom informiranja o poteku aktivnosti projekta, analize problema in razvoja možnih rešitev problema, zbiranja podatkov, usposabljanja članov partnerstva, ipd.
• Razvoj prototipa senzorskega sistema za meritve parametrov na kmetijskih površinah, kjer je posajena določena kmetijska kultura.
• Razširjanje rezultatov projekta:
– Projekt smo predstavili na 21. Mirovniškem festivalu in na 12. Festivalu drugačnosti, ki se je odvijal 20. septembra 2019.
– Projekt smo predstavili 15. maja 2019 v okviru partnerskega sodelovanja na Paradi učenja v Slovenj Gradcu in v okviru prireditev TVU vse od 10. 5. 2019 -30. 6. 2019 (organizirali dneve odprtih vrat).
– Izdelali smo promocijski material (zloženke, plakate,…) z ustreznimi informacijami o projektu in jih razdelili preko 7.000. Objava članka v tiskanem mediju.
– Oglas na lokalni radijski postaji v okviru oddaje Aktualno.
– Objava vsebine na spletni strani www.slokva.si in sensor.um.si, vključno z nadgradnjo in vzdrževanjem spletnih strani.
– Predstavitev projekta svetovalnim delavcem in posredovanje promocijskega materiala z opisom projekta.
– Predstavitev posterja na 34. tradicionalnem posvetu javne službe kmetijskega svetovanja in dogodek Evropskega partnerstva za inovacije – EIP 25. – 26. novembra 2019.
⇒ Zloženka
⇒ Letak
⇒ Objava v lokalnem tiskanem mediju SGlasnik
⇒ Predstavitev projekta 15. maja 2019 v okviru partnerskega sodelovanja na Paradi učenja v Slovenj Gradcu
⇒ Poster za dogodek EIP: Laško, november 2019
Predstavitev projekta na Koroškem radiu
⇒ Poster za 35. tradicionalni posvet Javne službe kmetijskega svetovanja in dogodek Evropskega partnerstva za inovacije – EIP.
Dvodnevni posvet je potekal 9 in 10. novembra 2020 v obliki spletnega seminarja, pod naslovom Skupaj soustvarjamo prihodnost kmetijstva.
Strokovni dogodek v okviru izvajanja pilotnih projektov
V sredo 13. januarja 2021 smo izvedli spletni strokovni dogodek v okviru izvajanja pilotnih projektov na podukrepu 16.2: Razvoj novih proizvodov, praks, procesov in tehnologij iz PRP 2014-2020.
Na dogodku smo skupaj s parterji UM, Fakulteta za kmetijstvo in biosistemske vede, AMPS visokotehnološko podjetje in Kmetija Klančnik, predstavili dva pilotna projekta: Pametno kmetijstvo – senzorski sistem za monitoring in napovedi v kmetijstvu z uporabo umetne inteligence in Spremljanje sprememb na rastlinah s pomočjo meritev brezpilotnega letalnika ter priprava ukrepov za ciljno tretiranje rastlin.
Vsem, ki ste se dogodka udeležili se zahvaljujemo za pozornost in sodelovanje, prilagamo pa tudi video posnetka za tiste, ki vas aktivnosti povezane s projektoma zanimajo, pa niste imeli časa za udeležbo.
Marec 2021
Objava članka o projektu v občinskem časopisu Občine Mislinja.
Vabilo na strokovni dogodek
Avgust 2021
vabilo strokovni dogodek 24.8.2021
Vabilo na strokovni dogodek v obliki predavanj
Prenos novega tehnološkega izdelka v prakso
September 2021
Pred dnevi je Zavod SLOKVA, so. p. kot vodilni partner v projektu Senzorski sistem za monitoring in napovedi v kmetijstvu z uporabo umetne inteligence organiziral dogodek za člane partnerstva z namenom prenosa novega tehnološkega izdelka v prakso.
Na kmetiji Gumpot, kjer se v okviru projekta izvaja praktični preizkus, so projektni partnerji namestili izboljšane senzorske postaje in nadaljevali z zajemom podatkov.
⇒ 36. posvet Javne službe kmetijskega svetovanja: ZNANJE IN SODELOVANJE ZA KMETIJSTVO PRIHODNOSTI
Kmetijsko gozdarska zbornica Slovenije in Ministrstvo za kmetijstvo, gozdarstvo in prehrano sta od 22. – 23. novembra 2021 organizirala 36. posvet Javne službe kmetijskega svetovanja na temo ZNANJE IN SODELOVANJE ZA KMETIJSTVO PRIHODNOSTI.
Sodelovali smo tudi mi s predstavitvenim plakatom projekta.
Posnetek Javnega posveta
- dan (22.november)
2. dan (23. november)
Januar 2022
Predstavitev razvoja in aktivnosti Zavoda Slokva, so. p. na Koroški televiziji Dravograd.
Zavoda Slokva, so. p., je svoje projektne aktivnosti predstavil tudi na Koroški televiziji Dravograd. V sklopu predstavitve je direktorica Slokve, Alenka Berložnik pojasnila tudi našo vključenost v visokotehnološke projekte na področju kmetijstva.
Kaj je povedala o projektu Pametno kmetijstvo – senzorski sistem za monitoring in napovedi v kmetijstvu z uporabo umetne inteligence?
Odgovor najdete na časovni oznaki 13:51 – 16:06.
Januar 2022
Koroški radio
Kratka uvodna predstavitev projekta in povabilo na zaključne spletne dogodke.
Tiskano gradivo – Poročilo o izvajanju in rezultatih projekta
Pripravili smo tiskano gradivo o izvajanju in rezultatih projekta,
dostopno je tudi potem, ko skenirate spodnjo QR kodo.
Multimedijska vsebina o izvedbi projekta
Mobilna aplikacija
V sklopu izvajanja projekta smo izdelali mobilno aplikacijo za pametne telefone s predstavitvijo pridobljenih znanj (izgradnja in uporaba poljskega senzorja).
Mobilna aplikacija je namenjena za pametne telefone z ANDROID sistemom.
Prenesete jo lahko na povezavi – IZDELAVA IN UPORABA NIZKOCENOVNEGA SENZORSKEGA SISTEMA ZA UPORABO V KMETIJSTVU
Dodatni napotki za prenos
KONCEPT ZASNOVE SENZORJEV
Poljski Senzor V1
Opis in navodila za uporabo
NavodilaZaUporaboEIP-PoljskiSenzorV1
Izboljšanje senzorske postaje
Prenos novega tehnološkega izdelka v prakso
Na posestvu Gumpot, kjer se v okviru projekta izvaja praktični preizkus, so projektni partnerji namestili izboljšane senzorske postaje in nadaljevali z zajemom podatkov.
Na podlagi testnih meritev v realnem kmetijskem okolju izboljšana stabilnost delovanja senzorskih postaj.
Predavanja in delavnice ob zaključku projektov s področja kmetijstva z namenom prenosa novih znanj
Ob zaključku projekta smo skupaj s partnerji organizirali spletne dogodke z namenom prenosa novih znanj.
Več o tem katere vse dogodke smo izvedli tukaj: DOGODKI
Projektne podatke, znanja in informacije projekta, ki se je izvajal od januarja 2019 in se v januarju 2022 zaključuje, so predstavili:
1. Vodja projekta direktorica Zavoda Slokva, so. p. Alenka Berložnik
2. Dr. Jurij Rakun, predstavnik Univerze v Mariboru – Fakulteta za
kmetijstvo in biosistemske vede, ki v projektu nastopa v vlogi raziskovalne institucije
3. Predstavnik visokotehnološkega podjetja AMPS, dr. Peter Lepej
4. Predstavnik kmetijskega gospodarstva – partner v projektu Kmetija Klančnik, na kateri se je izvajal praktični preizkus.
Če se dogodka niste mogli udeležiti ali pa bi si ga radi ponovno ogledali, lahko to storite na spodnji YouTube povezavi.