Pokličite nas na 031 345 095
Podgorska cesta 2, 2380 Slovenj Gradec

Pametno kmetijstvo: Senzorski sistemi za monitoring in napovedi v kmetijstvu z uporabo umetne inteligence

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.

Informativno gradivo EIP

 

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 projeku

• 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 najmnaj 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@gmail.com

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

 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

 

Dodatne infromacije o projektu in aktivnostih.

KONCEPT ZASNOVE SENZORJEV