Budućnost poljoprivrede kroz primjenu 5G tehnologije

20. November 2020. Nikola Vido
Star Trek na hrvatskoj njivi: Dronovi snimaju štetnike, AI zbraja kukuruz, traktor sam vozi…
HRVATSKI TELEKOM DONOSI Stiže nam 5G poljoprivreda: Evo kako tehnologija donosi porast uroda:

 

Nalazimo se u povijesnom trenutku kada imamo priliku povećati kvalitetu života čovječanstva. I u Hrvatsku je stigla peta generacija mobilne mreže: to je tehnologija budućnosti koja donosi revolucionarne promjene u zdravstvu, prometu, školstvu, poljoprivredi, energetici, cijelim gospodarstvima, a potencijalno bi mogla biti značajna kao i otkriće struje ili prvi automobil. Uz razvoj 5G tehnologije stiže 2.3 milijuna novih poslova u zemljama EU, a globalni BDP mogao bi narasti i za 4 bilijuna dolara do 2030. U Hrvatskom Telekomu i Večernjem predani smo tome da novu tehnologiju učinimo dostupnom i očekujemo da bude u funkciji i na korist čovječanstva!

Kada je mladi engleski farmer Jethro Tull osmislio prvu sijačicu (stroj s konjskom vučom) 1701. godine, nije na pameti imao da će zauvijek promijeniti poljoprivredu. Motiv mu je bio zaobići nezadovoljstvo sluga koji nisu htjeli slušati njegove nove naputke kako da efikasnije ručno bacaju sljeme po polju. No, njegov je izum izravno pomogao razvitku poljoprivredne revolucije koja je mnogo bolje iskorištavala resurse, a to je u konačnici postalo jedan od čimbenika industrijske revolucije koja je utjecala na cijeli svijet. Njegova sijačica polagala je sjeme u uredne redove umjesto dotadašnjeg ručnog razbacivanja po polju kako je koji sijač mislio da je najbolje…

Poljoprivreda i tehnologija imaju dugu povijest suradnje, a posljednjih 50 godina donijele su nove radikalne transformacije u ratarstvu. Razvoj novih kompleksnijih strojeva povećao je kapacitete i učinkovitost kultiviranja, kao i širenje obradivih površina. Usavršena su i sjemenja, sustavi navodnjavanja, umjetna gnojiva…

Jethro Tull cijeli je život usavršavao tehnologiju sijačice.

Danas se svijet poljoprivrede, pak, nalazi na početke još jedne revolucije, a u njezinu su središtu: gomila podataka i brza povezivost koju nudi 5G mreža. Umjetna inteligencija, brza i točna analitika, trenutačna komunikacija povezanih senzora i druge inovativne tehnologije koje se već naziru mogle bi dodatno povećati prinose i donijeti veću iskoristivost poljoprivrednih dobara i procesa u proizvodnji hrane.

Zamislite ovu scenu. U Slavoniji ste pokraj Osijeka na jednoj velikoj njivi i gledate kako traktor bez vozača samostalno obrađuje zemlju, a polje nadlijeću dronovi. Senzori na traktoru kontinuirano snimaju sve oko sebe i točno znaju i uvjete u atmosferi poput temperature i vlažnosti, kao i stanje tla te je li potrebno zaorati pliće ili dublje… Farmer ne mora ni biti na polju, dron mu može u realnom vremenu slati prijenos u visokoj rezoluciji, a svi ti podaci automatski se obrađuju u oblaku.

I kao što ni Jethro Tull u 18. stoljeću nije točno znao zašto biljka bolje raste kada se raskopa zemlja oko nje, tako ni farmer neće morati znati svu znanost ni pozadinu tehnologije koja će precizno znati izvući maksimum iz svakog dijela obradive površine. Ne znači da će pritom farmer besposličariti i slušati progresivni rock grupe Jethro Tull (da doista su nazvani po tom pioniru ratarstva), ali recimo da će strojevi moći obrađivati zemlju samostalno i noću te uvelike pomoći rastućim potrebama svjetskog stanovništva za koje se procjenjuje da će dosegnuti 9.7 milijardi ljudi do 2050. godine.

Ako se napredna povezivost uspješno ugradi u poljoprivredu, globalni BDP mogao bi porasti za 500 milijardi dolara, ističe se u novoj studiji McKinsey Global Instituta.

Sve ovo nije ni Star Trek ni znanstvena fantastika, nego vrlo realni scenarij koji nas očekuje u budućnosti i na hrvatskim njivama, i to ne tako dalekoj. Hrvatski Telekom već je počeo puštati 5G mrežu u više hrvatskih gradova, a inovativne tehnologije sve više razvijaju i domaći stručnjaci unatoč strašnoj globalnoj konkurenciji.

Bežični senzori povezani putem 5G mreže mogli bi nadzirati terenske uvjete i otkriti kada usjevi trebaju zalijevanje, pesticide ili gnojivo. Osim u području senzora, 5G omogućuje i neka zaista napredna rješenja u poljoprivredi poput visoko specijaliziranih dronova i samovozećih traktora. Dronovi će u poljoprivredi, paralelno s uvođenjem 5G tehnologija, postati standard. Naime, već sad je dokazano kako dronovi mogu efikasnije i preciznije obavljati različite inspekcije nasada ili prskanje. Siguran sam da godine koje dolaze donose velike promjene u segment poljoprivrede, pogotovo na području Slavonije koja dominira u poljoprivrednoj proizvodnji. Oni koji se ne okrenu novim tehnologija uskoro bi mogli osjetiti dodatni pad konkurentnosti na domaćem i stranom tržištu – priča nam Ivan Jelušić, inženjer elektrotehnike i jedan od suosnivača osječke hit tvrtke Orqa, specijalizirane za proizvodnju naočala za upravljanje dronovima.

Ivan Jelušić, Vlatko Matijević i Srđan Kovačević iz tvrtke Orqa.

Jelušić kaže da su dronovi u suradnji s 5G mrežom odlično pozicionirani da pomognu farmerima i da vidi trenutak kada će svaki hrvatski OPG imati sustav dronova kao redovni alat:

– Upravo su sustavi za ranu detekciju kvalitete usjeva omogućeni kroz korištenje dronova te multispektralnih kamera koje povezane na 5G infrastrukturu dionicima daju uvid u ekonometriju nasada te zdravstvenu sliku biljaka u stvarnom vremenu. Tehnologija danas, gdje visokopropusna mrežna infrastruktura igra važnu ulogu, omogućava kontinuirani nadzor nasada. S vremenom koje dolazi i tehnologijama koje nastaju, cijena takvih rješenja postat će sve pristupačnija i povoljnija do mjere kad će svaka farma ili OPG imati svoj sustav dronova, kao što danas imaju traktore i ostale radne strojeve. U međuvremenu, siguran sam da će tvrtke klijentima u poljoprivredi nuditi uslugu korištenja dronova putem kratkoročnog najma s pilotom, što će mnogim poljoprivrednicima biti povoljan uvod u poljoprivredu većih mogućnosti uz korištenje naprednih tehnologija – zaključuje Jelušić, a spreman je i ponuditi svoju ekspertizu domaćim farmerima:

– Tvrtke poput Orqa d.o.o. žele poljoprivrednicima približiti korištenje dronova u poljoprivredi te smo otvoreni za pilot-projekte s malim i srednjim OPG-ovima.

“Precizna poljoprivreda” postaje sve važnija, a što točno podrazumijeva taj pojam pomaže nam rastumačiti Marko Kozjak iz domaće tvrtke VeeMee koja promovira izvornost poljoprivrednih proizvoda i proučava sve relevantne informacije između proizvođača i kupaca, uključujući i nastojanje da što manje hrane propadne.

Dronovi mogu snimati pa i prenositi snimke u visokoj rezoluciji i trenutno otkriti štetnike ili bolesti usjeva.

– To je koncept poljoprivredne proizvodnje koji se temelji na selektivnom praćenju, obradi i tretiranju manjih segmenata poljoprivrednih površina. S pomoću senzora može se pratiti rast i razvoj svake pojedine biljke te prepoznati probleme u njihovu nastanku; prate se varijacije promatranih elemenata poput prinosa, statusa plodnosti tla, stanja zakorovljenosti, razvoja bolesti itd., što znatno pojeftinjuje i olakšava rješavanje i prevenciju problema. Sve to pospješuje planiranje dugoročne proizvodnje hrane i pomaže očuvanju okoliša i postizanju samoodrživosti”, pojašnjava Kozjak.

Marko Kozjak (VeeMee): Pomoću senzora može se pratiti rast i razvoj svake pojedine biljke, kao i prinos, status plodnosti tla, stanje zakorovljenosti, razvoja bolesti…

Otkriva i kako se to točno u praksi ostvaruje s pomoću novih tehnologija:

– Dok se s jedne strane za obradu i tretman razvijaju mali i veći robotizirani strojevi, za nadzor se koriste hiperspektralne snimke iz satelita i letjelica, no tu postoji problem upravo u nedostatku dovoljne preciznosti. Uzrokovan visokim cijenama senzora – što rezultira ili premalim brojem senzora ili manjom učestalosti snimanja. Jedino održivo rješenje je mreža mnogobrojnih malih, jeftinih i povezanih senzora, koji prate mikroklimatske uvjete na svakoj mikro-jedinici površine u realnom vremenu – to omogućuje standard koji se zove „IoT“ (eng. „Internet of Things“), a ostvariv će biti tek kroz primjenu 5G tehnologiju koja omogućuje znatno veću gustoću uređaja (senzora) – jedan milijun po kvadratnom kilometru, znatno manju energiju spajanja i veće brzine, propusnost. Također 5G rješenja ne zahtijevaju kompleksnu lokalnu IT infrastrukturu. Dobro koncipirana “Farm Management” rješenja naslanjaju se na informacije dobivene od mreže IoT senzora ključne da bi se zamijenio dosadašnji ručni unos podataka. Konačni efekt je ekonomičnija proizvodnja i značajne uštede repromaterijala, rada ljudi i strojeva te uštede u potrošnji energije. Zahvaljujući pravodobnim informacijama prikupljenima uz pomoć sustava koji omogućava svođenje „ljudskog faktora“ na ljudsku mjeru. Ukratko, možemo zaključiti da tehnologija 5G mreže povećava efikasnost proizvodnje hrane u poljoprivredi, dok pritom podiže ekologiju, ekonomiju i kvalitetu života na višu razinu – opisuje Kozjak.

Da tehnologija može još više pomoći poljoprivredi, dobro znaju i u Slavoniji. Popularni Fazos, Fakultet agrobiotehničkih znanosti u Osijeku ima i kvalificirane znanstvenike, kao i veliki prostor od 100 hektara za testiranje. Još jednu bitnu stranu precizne poljoprivrede otkrio nam je izv. prof. dr. sc. Ivan Plaščak sa Fazosove Katedre za geoinformacijske tehnologije i GIS:

Izvanredovni prof. dr. sc. Ivan Plaščak na prikupljanju zemaljskih kontrolnih točaka, takozvanih GCP-eva, za potrebe georeferenciranja i preciznog pozicioniranja dronom prikupljenih snimaka na pokušalištu Fazosa.

– Prvo i osnovno, precizna poljoprivreda može pomoći pri zaustavljanju degradiranja tala. To je trenutno problem hrvatske i svjetske poljoprivrede i tema skoro svih skupova o zaštiti okoliša. Uništavanje tala nastaje lošom uporabom mehanizacije odnosno agrotehnike i neznanjem pri uporabi agrokemikalijama. Sada su ljudi postali svjesni da se treba promijeniti smjer. Ta precizna poljoprivreda je ono što vam, laički rečeno, određuje potencijalna različita postupanja za svaki najmanji dio poljoprivredne površine. Dakle, ne promatra se njiva u cjelini, nego svaki njeni mali dio pa i do ispod 1 metra površine. Prije smo cijelu površinu tretirali jednako, recimo za 150 hektara odredili smo da je potrebno 200 kilograma dušika, a sada se označe manje čestice i točno se izračuna gdje treba dodati više, a gdje manje da bi se stvorili optimalni uvjeti za rast i razvoj biljke – opisuje profesor Plaščak.

Područja na kojima istraživači na Fazosovoj Katedri za geoinformacijske tehnologije i GIS rade znanstvena i stručna istraživanja i koje usluge nude na tržištu.

Kaže da se isto tako snima i žetva te kartira gdje je urod bio veći, a njiva plodnija. Tako poljoprivrednici mogu bolje izračunati u što je bolje ulagati i koji je dio njive bolje ostaviti za obnavljanje, a gdje će dalje sijati. I satelitske snimke uvelike se koriste u praćenju obradivih površina, ali nove tehnologije donose još bolje rezolucije i mogućnost preciznog snimanja svakog centimetra zemljišta. Jasno je da možemo prepoznati i bolest biljke i pojedinog nametnika, kao i nedostatak bilo kojeg hraniva. I to su stvari koje testiramo na našem fakultetskom pokušalištu. Radimo na algoritmu koji prepoznaje bolest/štetnika, ali i u kojoj je količini na toj površini jer postoji prag štetnosti. Nećete primjerice ići u tretman repičinog sjajnika, kada nađete dva sjajnika na površini od 350 hektara. U tretiranje se kreće kada je određena količina odraslih sjajnika po biljci u pojedinoj fenofazi. Također, nije potrebno prehodati primjerice parcelu površine 350 hektara i tako tražiti štetnike nego se to rješava bespilotnim letjelicama – dronovima – govori nam Plaščak, koji nam je otkrio i još neke projekte koje Fazos usavršava i nudi hrvatskoj poljoprivredi:

Sjetva kukuruza.

– Ono što trenutačno nudimo kao uslugu jest određivanje praga nicanja kukuruza. Nakon sjetve kukuruza, ako je prag nicanja kukuruza ispod 80 posto, tada biste trebali bi ići u presijavanje jer nije ekonomski opravdano ulagati u razvoj takvog sklopa. Dakle, je li niklo 80 posto biljaka na zasijanoj proizvodnoj površini. Trebate odrediti taj postotak nicanja biljaka. To se do sada radilo metodom “štapa i kanapa” koja se i danas još koristi. Uzmete jedan okvir napravljen od letvica površine kvadratnog metra i šetate po zasijanoj proizvodnoj površini i prebrojite biljke koje su nikle unutar tog kvadrata. I nakon nekoliko prebrojavanja kvadratnih uzoraka izračunate postotak nicanja za cijelu proizvodnu površinu. Ono što mi činimo jest da tu površinu preletimo i snimimo dronom, učitamo kartu u računalo, pokrenemo našu aplikaciju i automatski dobijemo koliki je postotak nicanja, s mogućom pogreškom do maksimalno pet posto. Također, između ostalog, možemo točno na području cijele Hrvatske ili bilo kojeg njena dijela provesti rajonizaciju poljoprivredne proizvodnje. To znači, znamo i možemo odrediti koje je područje pogodno za uzgoj pojedine poljoprivredne kulture, primjerice na kojim područjima je najbolje saditi lički kupus ili međimurski krumpir.

No, što to sve u praksi znači za naše farmere i OPG-ovce, hoće li morati instalirati 5G baznu stanicu na svom polju kako bi mogli povezati sve te famozne strojeve, senzore i nove tehnologije? Na ovo nam odgovara prof. dr. sc. Gordan Šišul sa Zavoda za komunikacijske i svemirske tehnologije zagrebačkog Fakulteta elektrotehnike i računarstva.

– Za ostvarivanje masovne komunikacije između strojeva (mMTC ili IoT) nisu potrebne velike prijenosne brzine kada govorimo o povezivanju brojnih senzora i slanju telemetrijskih podataka. Za ovakvu vrstu prometa nisu nužne nove bazne stanice. Ako poljoprivrednik želi gigabitne brzine na svojoj njivi (pogotovo u spektru na 26 GHz) mora računati na nove bazne postaje. Veći je problem povezivanja svih tih baznih stanica na fiksnu (jezgrenu) mrežu jer to iziskuje i kvalitetnu i razgranatu optičku pristupnu mrežu. Znači ako farmer ima optički priključak na svom imanju neće biti većih problema.

Tri osnovne klase (vrste) usluga 5G mreže:  poboljšani mobilni širokopojasni pristup,  masovna komunikacija strojeva ili masovni Internet stvari i ultra-pouzdane komunikacije s niskom latencijom.

Šišul ističe da je prelazak na 5G puno veći iskorak, nego kada smo s 3G prelazili na 4G mrežu.

– 5G predstavlja veći skok za gospodarstvo u odnosu na skok koji je ostvaren kad smo umjesto 3G uvodili 4G. 4G mreža je postala u potpunosti paketska mreža („all IP“) i prvenstveno je donijela veće prijenosne brzine u odnosu na 3G. To je pravi bežični širokopojasni pristup. 4G je neophodna predradnja za 5G i primjerena je svom vremenu nastajanja. 5G je temelj industrije 4.0 – skoro trenutačna povezanost uvijek i svugdje.

Sa Šišulom se slaže i njegov kolega s FER-a Marko Jurčević, izvanredni profesor sa Zavoda za osnove elektrotehnike i električka mjerenja:

– Ključna prednost pete generacije pokretnih komunikacijskih mreža (5G) je višestruko veća brzina prijenosa u odnosu na 4G mreže, te višestruko niža latencija u prijenosu podataka, a što su karakteristike žičnih komunikacijskih veza. Upravo ove karakteristike razlog su zašto se dronove sve više dovodi u vezu s 5G mrežama. Naime, dronovi prvenstveno skupljaju podatke. Mogućnost da se te podatke brzo (gotovo trenutno) prenese otvara neke nove mogućnosti poput primjena umjetne inteligencije, prijenosa videa u stvarnom vremenu i upravljanju dronova – ističe Jurčević.

Izv. prof. dr. sc Marko Jurčević: Ključna prednost 5G je višestruko veća brzina prijenosa te višestruko niža latencija u prijenosu podataka.

 

Dodaje da se dronovi mogu koristiti za cijeli niz aktivnosti i u različitim granama gospodarstva pa i u poljoprivredi:

– 5G omogućava dronu da prenese snimku u visokoj rezoluciji otprilike stotinjak puta brže u odnosu na 4G, za pilote bespilotne letjelice to znači da imaju pogled na ono što dron gleda u vrlo visokoj kvaliteti. To može poslužiti za inspekcije različite infrastrukture (dalekovoda, vijadukata, cesta, visokih objekata i opće bilo kakvih teško dostupnih lokacija), nadzor onoga što se događa na tlu (cestovni promet, poljoprivredna zemljišta, zaštita okoliša, novinarsko izvještavanje) – dakle za bilo koju djelatnost kojoj je prijenos visoke kvalitete slike važan.

A senzori i brza analitika bitna su u poljoprivredi jer u toj grani ima toliko faktora koji mogu utjecati na kultivaciju tla i usjev. Često se farmerima događalo da prekasno uoče pojavu, primjerice, nekog novog nametnika.

– Velika poljoprivredna zemljišta zasijana nekom kulturom zahtijevaju praćenje napretka usjeva svakih nekoliko dana zbog moguće pojave bolesti, nametnika, praćenja posljedica suše tj. potreba za navodnjavanjem, potreba za dohranom itd. Poljoprivreda je sektor na koji uvelike utječu male promjene u temperaturi i vlazi tla i zraka. Problemi s usjevima često se primjećuju prekasno. U Europi se nerijetko koriste inteligentni sustavi navodnjavanja (pa i gnojidbe tla) koji pravilno doziraju potrebna sredstva ovisno o pojedinom segmentu zemljišta. 5G mreže mogu stvoriti sasvim nove mogućnosti ako razmislimo o korištenju dronova ili autonomnih (samovozećih) traktora (koji ionako već danas postoje) kako bi se obavilo cjelokupan posao na nekom poljoprivrednom zemljištu bez značajnije intervencije ljudi. Sijanje, kompletno praćenje i zaštita usjeva, praćenje vremenskih prilika, skupljanje ili žetva poslovi su koje ionako već danas mogu potpuno samostalno odraditi poljoprivredni strojevi. Autonomni traktori siju, dronovi s različitim senzorima ili kamerama nadziru usjeve i utvrđuju moguće probleme, mali roboti uzimaju uzorke tla kako bi odredili potrebnu količinu gnojiva ili pesticida koje je potrebno koristiti i na kojim točno lokacijama. Ovakav pristup poljoprivredi u svijetu, tako ni u Hrvatskoj, nije rijetkost, a 4G mreže već se koriste za ovakve aktivnosti. 5G mreže, kao jedna velika nadogradnja, mogu podržati puno veći broj uređaja, strojeva ili senzora koji mogu istodobno međusobno komunicirati, što ih čini savršenima za ovakve primjene – pojašnjava Jurčević.

A konačno bismo mogli doći u fazi da kao konzumenti i kupci imamo sve informacije o hrani kojoj kupujemo.

– Procjenjujemo da će u skoroj budućnosti 5G mreža i rješenja bazirana na njoj znatno utjecati na promjenu krajobraza prodajnih mjesta. Omogućiti digitalno označavanje proizvoda, znatno veću dinamičnost i responzivnost unutar trgovina i s proizvodima na policama. 5G će dodatno ubrzati kupoprodajne transakcije u potpuno beskontaktnom okruženju te znatno smanjiti vrijeme čekanja ili ispade sustava. Nove tehnologije poput umjetne inteligencije (AI) uparene s platformom poput VeeMee-ja omogućit će kupcima osjećaj znatno veće povezanosti s izvorom hrane i kontrolu nad tim da znaju što jedu tj. piju što je važna komponenta za zdravi život – predviđa Marko Kozjak iz tvrtke VeeMee.

Štoviše, Kozjak procjenjuje da bi nove tehnologije mogle privući i više mladih u branšu poljoprivrede, pa možda i dijelom vratiti mlade u ruralna područja Hrvatske.

– Svakako, jer poljoprivreda se primarno bazira na iskustvu i tehnologiji. Povećanje profitabilnosti uz automatizaciju i podršku proizvodnom procesu od planiranja, preko uzgoja, brige i prinosa pa sve do prepoznatljivosti i plasmana proizvoda, predstavljaju utemeljenu argumentaciju u korist izboru povratka prirodi – kroz prepoznavanje agrikulture kao profitabilne industrijske grane unutar koje se isplati graditi karijeru i obiteljski život – u partnerstvu s tehnologijom.

Dakle, u poljoprivredi nam slijedi uzbudljivo razdoblje uz pomoć novog tehnološkog iskoraka.

Pročitajte više na: https://www.vecernji.hr/techsci/star-trek-na-hrvatskoj-njivi-dronovi-snimaju-stetnike-ai-zbraja-kukuruz-traktor-sam-vozi-1446220 – www.vecernji.hr

Sadržaj nastao u suradnji s Hrvatskim telekomom.

Izradu ove mrežne stranice sufinancirala je Europska unija iz europskih strukturnih i investicijskih fondova. www.strukturnifondovi.hr Projekt je sufinancirala Europska unija iz Europski fond za regionalni razvoj Sadržaj publikacije/emitiranog materijala isključiva je odgovornost VeeMee Više o projektu