A mesterségesintelligencia-alapú berendezések és gépek a mai mezőgazdasági rendszert más szintre emelik. Ez a technológia a növénytermesztés és az állattenyésztés fejlődéshez is egyaránt hozzájárulhat.
A mesterséges intelligencia hatása a mezőgazdaságra
Aki két-három évtizeddel ezelőtt arról beszélt, hogy 2023-ban milyen technikai tudással bírnak majd a mezőgazdasági erőgépek és egyéb eszközök, arra nagyon sokan furcsán néztek. Aztán az egész valósággá vált. Hasonló a helyzet napjainkban a mesterséges intelligencia (AI = artificial intelligence) esetén is. Ma még sokan fantasztikumnak tartják, de a holnap vélhetően az övé. Sokan nem is biztos, hogy tudják: a mindennapokban olyan eszközöket használnak már, amelyek mögött már az AI van (pl. a digitális ügyfélszolgálatok). Az AI-alapú technológiák segítenek javítani a hatékonyságot minden területen, és kezelik azokat a kihívásokat, amelyekkel a különböző iparágak szembesülnek, beleértve a mezőgazdasági szektort. Ennek kapcsán az agráriumnak ezekre a területeire érdemes gondolnunk: terméshozam, öntözés, talajelemzés, termésfigyelés, tápanyag-visszapótlás, növényvédelem és az állatállomány egészsége. Az AI-alapú berendezések és gépek a mai mezőgazdasági rendszert más szintre emelik. Ez a technológia hatékonyabbá teszi a növénytermesztést, és javítja a valós idejű megfigyelést, a betakarítást és a feldolgozást. A mezőgazdasági robotokat és drónokat használó automatizált rendszerek legújabb technológiái óriási mértékben hozzájárulnak a kibocsátás minőségének javulásához. A precíziós gazdálkodás kategória termelte a legnagyobb bevételt a mesterséges intelligencia területén a mezőgazdasági piacon.
Javítja a terméshozam előrejelzését
A környezeti tényezők mellett a fajtaválasztás és a vetőmag minősége határozza meg a maximális teljesítményszintet minden növény számára. Az új technológiák segítik a növények legjobb kiválasztását, sőt a gazdák igényeinek leginkább megfelelő hibrid vetőmagok kiválasztását is javítják. A mesterséges intelligencia hozzájárul annak megértéséhez, hogyan reagálnak a magok a különféle időjárási viszonyokra és a különböző talajtípusokra. Ezeknek az információknak az összegyűjtésével a növénybetegségek esélye is csökken. Így a gazdák könnyebben meg tudnak felelni a piaci trendeknek, az éves eredményelvárásoknak, a fogyasztói igényeknek, továbbá könnyebben tudják maximalizálni a terméshozamot.
Az AI és a gépi tanulás javítja a terméshozam előrejelzését a valós idejű szenzoradatok és a drónoktól származó vizuális analitikai adatok révén. Az intelligens szenzorok és a valós idejű videostreamelést biztosító drónok által rögzített adatmennyiség teljesen új adatkészleteket biztosít a mezőgazdasági szakértőknek, amelyekhez korábban soha nem fértek hozzá. Mostantól lehetőség van a nedvesség-, műtrágya- és természetes tápanyagszintek mérésére, a talajba telepített szenzorok adatainak kombinálására az egyes növények növekedési mintáinak időbeli elemzéséhez.
Megoldás a munkaerőhiányra
Az egyik terület, ahol a mesterséges intelligencia jelentős előnyökkel járhat, a sok gazdaságot sújtó munkaerőhiány kezelése. A munkaerőhiány sok vállalat számára komoly kihívást jelent, mivel nehezen találnak képzett munkaerőt a termelési folyamataikhoz. Az AI segíthet enyhíteni ezt a problémát azáltal, hogy automatizál számos olyan feladatot, amelyek általában emberi beavatkozást igényelnek. Az előbbiek kapcsán gondoljunk csak az AI-n és a gépi tanuláson alapuló intelligens traktorokra, agribotokra és robotokra, amelyek hatékony megoldást jelentenek a gazdálkodásban. A mesterséges intelligenciára épülő technológiák hozzájárulhatnak, hogy a munkaerőhiánnyal küzdő nagyüzemi mezőgazdasági vállalkozások több száz hektáron bevethetik a robotikát. Az önjáró robotgépek segítenek csökkenteni az üzemeltetési költségeket, és tovább javítani a szántóföldi terméshozamot. A Kray Technologies megtervezte a világ első teljesen digitális és pilóta nélküli (drón) permetezőjét. Az eszköz napi 1200 hektáros területkapacitással rendelkezik. A munkaerő hiánya nemcsak a humán vonalon jelentkezhet. Az egyéb területen megnyilvánuló hiányra is segítséget nyújthat az AI-alapú technológia. Az izraeli székhelyű vállalat, az Edete „mesterséges növénybeporzási” megoldást fejleszt az egyre fogyatkozó beporzó-rovarállomány pótlására. A vállalat egy módszert fejleszt ki a pollen tárolására, majd a beporzás szinkronizálására beporzógépek segítségével.
Növényvédelem – más hatásfokkal
A mesterséges intelligencia technológia segít a növénybetegségek, a kártevő-fertőzöttség és a nem megfelelő ütemű fejlődés kimutatásában. Számos technológiai cég fejlesztett ki robotokat, amelyek számítógépes látást és mesterséges intelligenciát használnak a gyomok megfigyelésére és precíz permetezésére. Ezek az intelligens permetezőgépek a növényekre szokásosan kipermetezett vegyszerek mennyiségének 80%-át képesek megtakarítani, jelentősen csökkentve a gyomirtásra szánt kiadásokat. Az agráriumra specializálódott, innovatív startupok mesterséges intelligenciát alkalmaznak számos fejlesztésükben. Példaként megemlíthető, hogy egy berlini székhelyű mezőgazdasági startup kifejlesztett egy többnyelvű növénybetegség- és kártevő-diagnosztikai alkalmazást, amely a növényekről készült fotókat használja a betegségek azonosítására. Ez az alkalmazás a képfelismerés-alapú technológiát használja. A gazda okostelefonja segítségével képet készíthet a növényekről, amelyet az applikáció szervere az adatbankban szereplő képpel párosít. Így azonosíthatóvá válik az adott növényi betegség, amelynek kezelési módjáról is informálja a rendszer a gazdát. Több mint hétmillió gazdálkodó töltötte le ezt az applikációt világszerte, amely több mint 385-féle növénybetegséget segített azonosítani a szántóföldi növények, gyümölcsök és kertészeti növények között. A korszerű növényvédelem kapcsán elmondhatjuk, hogy számos gépgyártó cég csatlakozott már az intelligens permetezőgépeket előállítók köréhez. Ennek köszönhetően, többet között olyan gépek állnak a gazdák rendelkezésére, mint pl. a Yanmar YV01, a Brinkman Meto SW és a Bogaerts Qii-Jet Tav-342.
A növényi kártevők mellett a rovarkártevők vonatkozásában is létezik AI-bázisú segítség. A szlovén eredetű Trapview egy automatizált kártevő-megfigyelő és előrejelző rendszer, amely közel valós idejű adatokat biztosít a gazdálkodóknak. Az AI-technológiát alkalmazva a vállalat algoritmusai mintegy 40 különböző rovarfaj azonosítására képesek előrejelzési modelljeikben. A cég állítása szerint ők rendelkeznek a világ legnagyobb algoritmus- és kártevő-adatbázisával.
Az öntözés optimalizálása
A víz a legszűkösebb erőforrás a világ számos részén. A vízszükségletek valós idejű előrejelzése bonyolult. Ezt a prediktív képességet, ami igazi tudományos áttörést jelent, csak az adattudomány, a mesterséges intelligencia és az IT fejlődésével érhetünk el. Becslések szerint a mezőgazdaság használja fel a világ rendelkezésre álló édesvízkészletének 85%-át. Ez az arány pedig gyorsan növekszik a népesség növekedésével és az ebből fakadó élelmiszerigény változásával. Ez azt jelenti, hogy hatékonyabb technológiákat kell kidolgozni, hogy biztosítsuk a vízkészletek megfelelő felhasználását az öntözésben. A hagyományos öntözőrendszerek egyik legnagyobb hátránya a vízpazarlás. A fejlett technológia segítségével sok cég fejlesztett már ki érzékelőalapú intelligens öntözőrendszert az optimális vízfelhasználás érdekében. Az öntözőrendszerek optimalizálása és annak mérése, hogy a növények megfelelő gyakoriságú öntözése mennyire javítja a terméshozamot, mind olyan terület, amelyen a mesterséges intelligencia hozzájárul a gazdálkodás hatékonyságának javításához.
A hatékony használat különbséget jelenthet a között, hogy egy gazdaság vagy mezőgazdasági tevékenység nyereséges marad-e vagy sem. A lineáris programozást gyakran használják annak kiszámítására, hogy egy adott táblának vagy növénynek mennyi optimális vízmennyiségre van szüksége az elfogadható termésszint eléréséhez. A gépi tanulási algoritmusok ideálisak annak biztosítására, hogy a szántóföldek és a haszonnövények elegendő vizet kapjanak a hozamok optimalizálásához anélkül, hogy a folyamat során pazarlás jelentkezzen. Az autonóm öntözőgépek kifejlesztése során figyelembe vették a növények párologtatását, amely különböző légköri paraméterektől függött, mint a páratartalom, a szélsebesség, a napsugárzás, továbbá még a terméstényezők (pl. növekedési szakasz, növénysűrűség, talajtulajdonságok és a kártevők).
Az intelligens öntözés kialakításához számos okosmegoldás (Sprinkl, Hydrawise, HydroPoint, Ag Leader, DOMIS: Design of Micro IrrigationSystems, CropX, Ecozen Solution) közül válogathatnak a gazdák.
Az állatállomány egészségének figyelemmel kísérése
A mesterséges intelligenciában rejlő lehetőségek kihasználása az állategészségügyben lehetővé teszi az olyan rendkívül összetett kérdések kezelését, mint például a járványtan vagy a gazdaszervezet és a kórokozó közötti kölcsönhatások tanulmányozása. A mesterséges intelligencia hozzájárulhat a jobb diagnosztikához a betegségek felderítésében, a megbízhatóbb előrejelzésekhez és a hibák számának csökkentéséhez. A mesterséges intelligencia a minták felismeréséről szól. Ha az állatgyógyászatban használt mesterséges intelligenciára és azokra a mintákra gondolunk, amelyeket hatalmas mennyiségű betegadatból elemezhetünk, tudjuk, hogy az AI ma relevánsabb, mint valaha. A mesterséges intelligencia használata egy állattartó gazdaságban nagyszerű lehetőséget kínál a munkafolyamatok támogatására és a haszonállatok gondozási színvonalának emelésére. Az állatállomány egészségének mesterséges intelligencia segítségével történő figyelemmel kísérése, beleértve az életfunkciók, a napi aktivitási szint és a táplálékfelvétel megfigyelését, biztosítja, hogy az állatok egészsége a mesterséges intelligencia és a gépi tanulás egyik leggyorsabban növekvő aspektusa legyen a mezőgazdaságban. Annak megértése, hogy egyes haszonállatfajok hogyan reagálnak az étrendre és az étkezési körülményekre, felbecsülhetetlen abból a szempontból, hogyan lehet maximalizálni az állomány teljesítményét. Már láthatjuk a mesterséges intelligenciára épülő alkalmazások és eszközök térnyerését a gazdálkodók és állatorvosok körében, de a lehetőségek még korlátozottak, és mindig csak a fejlesztési szakaszban vannak.
Az okostelefonra letölthető, az állattenyésztést segítő alkalmazások száma, kis túlzással, végtelen (pl. az ingyenesen elérhető applikációk közül néhány: Cattlytics, My Cattle Manager, My Poultry Manager, Cow Master, Farm Manager and Analyzer, VacApp, AGEX Herd). A szélesebb körű szolgáltatást nyújtó alkalmazások közül kiragadott néhány példa: Ranch Manager, NAVFARM, Livestock Manager, CattleMax, FarmWizard, Chetu, Muuu, CattlePro.
Jövőkép
A mesterséges intelligencia technológia alkalmazása segít előrejelezni az időjárást és a mezőgazdasággal kapcsolatos egyéb feltételeket, mint például a talajminőség, a talajvíz, a termésciklus és a növénybetegségek kimutatása, amelyek kritikus problémákat tartogathatnak a gazdálkodóknak. A mezőgazdaság azonban nem függhet teljesen a mesterséges intelligenciától, mivel az csak azok között a keretek között működhet, amire programozták. Ahogy egyre nagyobb a tudatosság és a technológiák elérhetővé válnak az átlagos gazdálkodók számára, akkor olyan új távlatok nyílnak, ahol a mezőgazdaság félig autonóm lehet a mesterséges intelligencia vezérletével. Az AI-rendszereknek sok adatra van szükségük a gépek betanításához és a pontos előrejelzésekhez. Kiterjedt mezőgazdasági területek esetén bár a térbeli adatok könnyen gyűjthetők, az időbeli adatok nehezen hozzáférhetők. Például a legtöbb növényspecifikus adatot évente csak egyszer lehet megszerezni, amikor a növények fejlődnek/kifejlődnek. Mivel az adatinfrastruktúra kifejlődése időbe telik, jelentős időre van szükség egy gépi tanulási modell felépítéséhez. De nem csak a mesterséges intelligencia segíti a gazdákat. A műholdak és az intelligens szenzorok mind új módszereket jelentenek a mezőgazdasági és agrárgazdasági döntéstámogató eszközök biztosítására a talaj, az éghajlat, az állatállomány egészsége és az időjárás-előrejelzés terén.
A mesterséges intelligencia helyettesítheti azt a tudást, amellyel a gazdák mindig is rendelkeztek? A válasz egyelőre valószínűleg nem – de a közeljövőben a mesterséges intelligencia minden bizonnyal egyre magasabb szintre fejlődik, kiegészíti és segíti a döntéshozatalt, továbbá javítja a teljes gazdálkodási folyamatot. Az ilyen technológiai fejlesztések valószínűleg jobb mezőgazdasági gyakorlathoz, nagyobb hozamokhoz vezetnek, és minőségileg javítják a gazdálkodók életét.
SZERZŐ: CZÉKUS MIHÁLY
