Elektronski zemljoradnik sa veštačkom inteligencijom - Međunarodni projekat omogućava zaštitu biljaka daljinskim sistemom senzora

Stručne službe Evropske komisije trenutno ocenjuju i vrednuju projekat "Podrška zaštiti bilja daljinskim sistemom senzora", na kom već godinu dana radi devet instituta, fakulteta i preduzeća iz Nemačke, Francuske, Španije i Srbije.

Tvorci očekuju poziv iz Brisela radi pregovora. Traženi budžet je 3 mil EUR i ukoliko bude prihvaćen EU će za tri godine dobiti prototip novog, najsavremenijeg elektronskog zemljoradnika sa veštačkom inteligencijom.

Suština ovog naučnog poduhvata predstavljena je na Agronomskom fakultetu u Čačku, tokom 22. međunarodnog simpozijuma o biotehnologiji, u jednočasovnom izlaganju dr Zorana Stamenkovića. Naučni istraživač Instituta za mikroelektroniku IHP u Frankfurtu na Odri (Nemačka), koji već 17 godina radi na toj adresi, naglasio je da u Evropi danas ne postoji problem količine proizvedene hrane, ali se sve češće i sve strože zahteva da u njenom sadržaju bude što manje hemijskih sredstava za zaštitu bilja. Recimo, Evropska komisija je do sada već tri puta upozorila Nemačku zbog prekomerne količine azota (đubriva) u poljoprivrednom zemljištu.

– U zemljama EU senzori se već koriste za javljanje podataka iz polja, slični sistemi dakle postoje, i oni danas kažu: vi u vašem polju imate to i to i možda kroz dva ili tri sata treba navodnjavati ili prskati, možda sutra ili prekosutra, tako da su te preporuke prilično neprecizne. Naš bi trebalo da omogući reagovanje u realnom vremenu, to je najvažnije u ovoj inovaciji. Dakle, da se u istom minutu vlasnik obavesti šta se promenilo u polju, kad tačno mora da navodnjava, hrani ili prska, kojim sredstvima i kojom količinom – istakao je dr Stamenković, koji je do odlaska u Nemačku radio kao profesor na Elektronskom fakultetu u Nišu.

Projekat sadrži i neophodne činjenice o isplativosti, uštedama koje bi u nekom roku doneo pravovremenim sprečavanjem bolesti biljaka i povećanjem prinosa bezbedne hrane.

– To se podrazumeva, jer Evropska komisija ne bi ni slučajno finansirala nešto što već postoji ili nije isplativo.

Projekat predviđa, objasnio je dr Stamenković, da se u polje postave senzori ili senzorski čvorovi, tj. komponente sa elektronikom za pretvaranje analognog u digitalni signal, najčešće uz procesor opšte namene od 32 bita sposoban da obradi podatke dobijene od senzora, filtrira ih i preko malog primopredajnika pošalje u mrežu. Reč je o svim vrstama podataka, onako kako se zada senzoru da ih prikupi: iz tla ili sa biljke, od meteoroloških do fenoloških i epidemioloških, uz dodatak snimaka, multispektralnih, infracrvenih ili običnih fotografija, načinjenih dronom. Sve te činjenice slivaju se u glavni server, jači procesor radi obrade (takav procesor ugrađen je i u novi pametan telefon, ako ga seljak poseduje).

Tu se svi prikupljeni podaci unose u pripremljenu neuronsku mrežu, koja je konstruisana na principu moždanih ćelija čoveka (veštačka inteligencija). Ona se bombarduje ogromnim brojem podataka i reč je o takozvanom treningu, pripremi mreže da predviđa, sa nekom podnošljivom i uračunatom statističkom greškom, šta poljoprivrednik mora da čini istog trenutka, bilo da je reč o navodnjavanju, đubrenju ili zaštiti od bolesti i štetočina. Pri tome, procesor se hrani simuliranim, matematičkim modelom za svaku biljnu vrstu, koji sadrži grafički obrađene (grafove i dijagrame) činjenice o fenologiji ili epidemiologiji te biljke.

– Imamo modele za pšenicu i vinovu lozu, uskoro i za papriku, a te tri biljke upravo su predmet rada u ovom projektu. Šta je modelovanje? Na osnovu teorijskih podataka o potrošnji nutrijenata i vode vezano za fenologiju razvića, pravi se grafički prikaz realnih potreba biljke po svakom zadatom parametru. Dakle, voda, makro i mikro elementi, i na osnovu toga projektuje se i visina prinosa. To je izuzetno veliki posao zbog toga što svaki pripremljeni model prolazi kroz provere, i u toku njih vidi se da li su te grafički prikazane vrednosti realne ili ne. Jer, na primer, imamo polja visokog razlikovanja meteoroloških činjenica, i različitog kvaliteta zemljišta i to sve utiče na model. Biofiziološke modele rade stručnjaci iz Brandenburga, a epidemiološke iz Tuluza, a mi, sa svoje strane, uvodimo i srpsku nauku u ovu oblast poljoprivrede – naglasila je dr Snežana Tanasković, vanredni profesor na Agronomskom fakultetu u Čačku, i istraživač na ovom projektu.

Na osnovu treninga neuronskih mreža obradom izuzetno mnogo podataka i merenja u polju u prvoj fazi, uz podatke o modelu biljke, stvara se mogućnost stvaranja mreže na osnovu već stečenog znanja. Ona će naučiti, na primer, da sa priličnom sigurnošću odredi vlažnost tla i na mestima gde to nije mereno senzorima.

Inače, koordinator projekta je rečeni Institut IHP iz Frankfurta na Odri, a članovi Lajbnic (Centar za istraživanja u poljoprivredi, Berlin, Nemačka), Univerzitet u Kantabriji (Santander, Španija), INRA (Tuluz, Francuska), Institut za ratarstvo i povrtarstvo i Fakultet tehničkih nauka iz Novog Sada, Agronomski fakultet i Fakultet tehničkih nauka iz Čačka i kompanija "Smart rural" iz Valjadolida u Španiji, specijalizovana za iznajmljivanje dronova.