Pametna studentska rješenja za poljoprivredu 21. stoljeća

Tri najuspješnija rada su: SEAtonomous – Autonomno plovilo za transport poljoprivrednog uroda riječnim kanalima; Schroom – Napredna vrtna svjetiljka; P.A.S.T.I.R. korova – Polu Autonomni Sustav Terminacije I Registracije korova …

Studentski program Imagine, Create,Innovate pokrenut je u okviru ustanove Inovacijski centar “Nikola Tesla” (ICENT) spregnuto s Fakultetom elektrotehnike i računarstva (FER) Sveučilišta u Zagrebu. Jedna je od uloga ICENT-a pobuđivanje kreativnosti i stvaranje inovacijske atmosfere među mladima, a posebno u njihovim studentskim danima, što dugoročno doprinosi stvaranju znanstveno-inovacijskog ekosustava koji će rezultirati tehničkim i poslovnim inovacijama te u konačnici povećanjem konkurentnosti našega gospodarstva kroz komercijalizaciju visokotehnoloških proizvoda.

Nastavno na Program iz 2018. godine s fokusom na Smart City, u 2019. godini studenti su izradili projektna rješenja na temu Smart Agriculture (napredna poljoprivreda). Natječaj je otvoren 11. lipnja 2019. godine, a završio je proglašenjem najuspješnijih studentskih projekata 6. prosinca 2019. godine.

Svoje su ideje na natječa mogli prijaviti timovi studenata hrvatskih sveučilišta i veleučilišta sastavljenih od tri do pet članova. Na natječaj se prijavilo 14 timova koje sačinjavaju 48 studentica i studenata s 11 hrvatskih fakulteta i veleučilišta iz Zagreba i Varaždina. Svi prijavljeni projekti pokazali su zavidnu razinu kreativnosti i inovativnosti te želju studenata da realiziraju svoje ideje na jedan novi način, različit od uobičajenih i standardnih studentskih projekata. Selekcijom je odabrano šest projektnih ideja za drugu fazu natjecanja, a od njih su izabrana, nakon četveromjesečnog rada, tri najuspješnija rada: SEAtonomous – Autonomno plovilo za transport poljoprivrednog uroda riječnim kanalima; Schroom – Napredna vrtna svjetiljka; P.A.S.T.I.R. korova – Polu Autonomni Sustav Terminacije i Registracije korova.

Ti su radovi nagrađeni prikladnim nagradama zahvaljujući sponzorima Programa. Javna prezentacija i proglašenje najuspješnijih studentskih projekata održana je na FER-u 6. prosinca 2020. godine u sklopu okruglog stola Digitalna inovativna rješenja za poljoprivredno-prehrambeni sektor. Okrugli stol organizirala je Akademija tehničkih znanosti Hrvatske, u suradnji s Inovacijskim centrom Nikola Tesla i Hrvatskom gospodarskom komorom.

Nagrađeni studentski projekt – SEAtonomous

SEAtonomous je razvojno-istraživački tim mladih inženjera elektrotehnike, strojarstva i računarstva koji se bavi prilagodbom inteligentnih sustava kontrole i upravljanja za primjenu na morima i jezerima. Naš je cilj razviti plovilo s potpunom autonomijom rada (bez ljudskog upravljanja) naglašavajući pritom prvenstveno sigurnost drugih sudionika pomorskog (ili riječnog) prometa te samog plovila. Naš prvi proizvod namijenjen je prijevozu poljoprivrednog tereta rijekama i riječnim kanalima. Upravo je njega stručno povjerenstvo Inovacijskog Centra Nikola Tesla prepoznalo kao perspektivnog na ovogodišnjem natjecanju Smart Agriculture.

Inovativnost ovog proizvoda leži u njegovom sustavu samostalnog kretanja bez ljudskog upravljanja. Plovilo samo odabire rutu između zadane početne i krajnje točke te pritom izbjegava sve prepreke koje bi se mogle naći na putu. Ugradnjom solarnih panela i razvojem električnog pogonskog sustava, osim upravljačke, ostvarena je i energetska neovisnost s nultom emisijom ispušnih plinova. To zapravo znači da je plovilo pogonjeno iz baterije koju, u pravilu, krajnji korisnik neće morati puniti, već će se sama puniti za vrijeme sunčanih sati. S ciljem omogućavanja personalizirane prilagodbe svakom kupcu, plovilo se trenutno razvija u nekoliko verzija, međusobno različitim po veličini i nosivosti.

Dugoročno, ovaj projekt ima veliki potencijal za prenošenje stečenih znanja i inovacija na cjelokupno pomorstvo. Razvoj autonomne vožnje koji smo započeli za ovu primjenu želimo proširiti na druga plovila za obavljanje raznih komercijalnih zadaća, u suradnji s vodećim stručnjacima u tom polju. U fazi razvoja je i malo plovilo za prihranu u sportskom ribolovu, kao i ono za hranjenje na ribogojilištima na otvorenom moru. U svakom slučaju, kroz nekoliko godina, planiramo ploviti hrvatskim rijekama i Jadranom.

POTPIS SLIKE: Dio tima SEAtonomous koji čine Martin Oreč, Lovro Marković, Marko Barišić, Ivo Kutleša, Matej Balun – nagradu im je uručio direktor razvoja proizvoda i usluga tvrtke mStart Hrvoje Ljubičić

Nagrađeni studentski projekt – Schroom

U čovjeku prirodno postoji želja da se poveže s prirodom. Pogotovo za stanovnike gradova kojima želja za uzgojem biljaka ne jenjava unatoč životu u urbanoj sredini. Sanjamo o malim vrtovima u kojima možemo pronaći svoj mir. U tome nas sprječava neznanje, visoki ulazni troškovi, biljne bolesti i nametnici te prirodne nepogode. Oprema kojom bismo mogli mjeriti razne parametre bitne za uzgoj često je skupa i nedostupna.

Mladi inovatori Ivan Vnučec, Božidar Grgur Drmić i Kvirin Polondak osmislili su inovativno rješenje koje nudi mogućnost da vaš idealni vrtni kutak postane stvarnost. Pametna vrtna svjetiljka Schroom olakšava vrtlarenje tako da korisniku na interaktivan način dojavljuje stanje biljaka u njegovoj blizini. Jednostavno rukovanje čini Schroom idealnim rješenjem za svakog malog vrtlara. Schroom svoju energiju crpi iz energije Sunca što ga čini proizvodom koji, nakon što ga samo ubodete u zemlju, jednostavno radi i ne zahtijeva nikakve druge radnje kao što su mijenjanje baterija i slično.

Schroom se potpuno prilagođava svakoj biljci. Nakon što ubodete svjetiljku u zemlju, pomoću vašeg naprednog mobilnog telefona, možete odabrati vrstu biljke koju uzgajate, Schroom će potom iz svoje baze podataka izvući one parametre koji su najbolji za uzgoj vaše biljke i neprestano pratiti te iste parametre. Aplikacija objedinjuje sve prikupljene podatke i pomoću umjetne inteligencije vas savjetuje što morate poduzeti kako bi vaša biljka uspješnije rasla.

POTPIS SLIKE: Timu Schroom – Božidar Grgur Drmić, Kvirin Polondak, Ivan Vnučec – nagradu je uručio ravnatelj ICENT-a prof. Nedjeljko Perić.

Nagrađeni studentski projekt – P.A.S.T.I.R. korova

Razvijamo vrlo kompaktan mobilan robota koji će koristiti naši OPG-ovi. Sastavljen je od malog računala kamerom visoke rezolucije, napajaju ga punjive baterije i uz dovoljno veliki solarni panel može raditi danonoćno. Koristi vrlo moćan laser koji u nekoliko sekundi spali naciljani korov bez štete uzgajanom usjevu i bez upotrebe herbicida. Što se tiče konstrukcije, robot ima baterijski slog i četiri kotača, svaki sa svojim motorom.

Teoretska brzina robota na polju iznosi 100 metara na sat. Malo računalo i kamera od 5 megapiksela koriste se za prepoznavanje, označavanje i lociranje korova, a mikrokontroler koji komunicira s računalom upravlja motorima, laserom i senzorima pomoću kojih se robot orijentira.

Odabrali smo prehrambeni mak jer on ima dugi vegetativni period u kojem je u opasnosti da ga preraste okolni korov. Osim toga, sije se u guste redove na razmaku od 12,5 cm, pa je nemoguće okopavati frezom. Radnike za rad u hortikulturi teško je naći, a za sva tri herbicida primjenjiva na maku koji su dostupni u Hrvatskoj potrebno je ishodovati dozvolu ministarstva.

Urod maka po hektaru može biti vrijedan i 50 000 kn, a češko je tržište primjerice vrijedno 1,5 milijardu eura. Nakon što svladamo tehnologiju na maku, krenut ćemo i na druge kulture.

Naš tim, čiji su članovi Leon Andrec, Ivan Kuljak, Ivan Huzjak, Andrija Ričko i Branimir Ričko, studenti FER-a, TVZ-a i FSB-a, jako je zahvalan Inovacijskom centru Nikola Tesla za to što je prepoznao našu ideju i što nam je financijski omogućio stvoriti vrlo funkcionalan prototip. Također smo zahvalni za svo mentoriranje i za podršku kojom se plasiramo i na međunarodnu dimenziju natjecanja. Također u malo promijenjenom sastavu nastavljamo svoj rad unutar SPOCK-a, studentskog startup inkubatora Fakulteta elektrotehnike i računarstva.

Ne možemo se oslanjati na herbicide kao dugoročno rješenje. Današnje prakse u poljoprivredi polako zagađuju naš okoliš, korovi razvijaju otpornost, a herbicidi u krajnjoj liniji završavaju i na našim tanjurima. Nadamo se da će herbicidi jednog dana u cijelom svijetu biti u potpunosti zamijenjeni autonomnim robotskim sustavima poput našeg.

POTPIS: Tim P.A.S.T.I.R. korova: Leon Andrec, Ivan Kuljak, Ivan Hujak. Nagradu im je uručila voditeljica marketinga tvrtke InfoDom Danijela Pečevski

Ovogodišnji program – Smart Industry: Inspired by Nikola Tesla

Nikola Tesla jedan je od najvećih svjetskih inovatora i izumitelja u razdoblju od kraja 19. stoljeća i u prvoj polovici 20. stoljeća. Njegova se inovatorska i inventivna svestranost ogleda u epohalnim otkrićima koja baštini današnja civilizacija i koja predstavljaju snažnu inspiraciju za daljnji napredak globalne industrije. I zato je ovogodišnji studentski program ICENT-a usmjeren na naprednu industriju (Imagine, Create, Innovate: Smart Industry – Inspired by Nikola Tesla).

Tesla je živio u uvjerenju da sve što treba ljudskoj održivoj civilizaciji možemo naći u prirodi oko sebe, samo nam je potrebno shvaćanje i razumijevanje univerzuma u kojem obitavamo. Sva naša znanstvena istraživanja trebamo usmjeriti prema stvaranju pravih tehnologija koje bi omogućile boljitak i napredak ljudskog roda. Teslino uvjerenje da su zemaljski energetski resursi bezgranični i sadržani u energiji Sunca, koju treba znati koristiti, ne narušavajući kompaktnost prirode, inspiracija je za ovodobne i buduće znanstvene i gospodarske naraštaje.

Nikola Tesla dao je neprocjenjiv doprinos Drugoj industrijskoj revoluciji obilježenoj elektrifikacijom. Ali, njegove su ideje svevremenske i nepotrošene i sadržane su u sljedećim dvjema industrijskim revolucijama. Treća industrijska revolucija, koja je obilježila snažni razvoj elektronike, računala i informatizacije, uvela je ljudsku civilizaciju u eru automatizacije proizvodnih i radnih procesa visoke razine.

Ovodobna, Četvrta industrijska revolucija predstavlja dramatičnu ekspanziju Treće industrijske revolucije (evolucija) – obilježena je razvojem mnogih disruptivnih tehnologija koje su ili će biti integrirane u fizičke, digitalne i biološke megatrendove.

Posve je vjerojatno da su udarni pravci znanstvenih istraživanja, u području tehnike, na kojima će se u ovome stoljeću razvijati nove tehnologije, a koje će utemeljiti već nadolazeću Petu industrijsku revoluciju: energija i pohrana energije te energetska učinkovitost sa snažnim utjecajem na ublažavanje klimatskih promjena; znanost o materijalima; znanost o podatcima i informacijama – platformska znanost – što uključuje obradbu velikih skupova podataka, umjetnu inteligenciju, automatizaciju i prediktivnu analitiku.

Prof. Nedjeljko Perić: Zajednički rad na zajedničkim ciljevima

Osnovni ciljevi našeg prijekta bili su: ukazati na značaj digitalne transformacije poljoprivredno-prehrambenog sektora koja se provodi primjenom suvremenih koncepata i inovativnih digitalnih rješenja, a koja nam donosi 4. industrijska revolucija. Pri tome, posebno je važno istaknuti: (I) kako tehnika i tehnologija mogu pomoći da imamo zdrav suživot s prirodom, tj. kako racionalno koristiti prirodne datosti – zemlju, vodu i zrak – a da pri tome ne devastiramo prirodu; (II) sinergijom  domenskih znanja (agronomije, biotehnologije,…) i digitalnih tehnologija, kroz njegovanje interdisciplinarnosti i transdisciplinarnosti, mogu se polučiti veliki iskoraci u poljoprivredno-prehrambenom sektoru. Zato i za to je nužno zajedništvo po svim razinama djelovanja: od pojedinaca, skupina, institucija, sektora i pametnih politika; (III) uspostavljati i izgrađivati dijalog među zainteresiranim čimbenicima iz: poljoprivredno-prehrambenog sektora, javne i lokalne uprave i akademske/istraživačke zajednice; (IV) poticati razmišljanja i djelovanja koja su usmjerena općem dobru i javnom interesu u poljoprivredno-prehrambenom sektoru.

OKRUGLI STOL

Nakon prezentacija studentskih projekata na temu Smart Agriculture uslijedile su pozvane prezentacije koje su osvjetljavale problematiku poljoprivredno-prehrambenog sektora iz različitih kutova gledanja: poljoprivredne politike i regulative; znanstveno-istraživačke zajednice; digitalnih rješenja za unaprjeđenje poljoprivredno-prehrambenog sektora; obiteljskog poljoprivrednog gospodarstva (OPG).

Nakon prezentacija razvila se vrlo konstruktivna i poticajna rasprava što se može sažeto prikazati kako slijedi. Poljoprivredno-prehrambeni sektor za svaku je državu, pa i za Hrvatsku, od vitalnog značaja. Za napredak poljoprivredno-prehrambenog sektora veliku ulogu ima znanost, odnosno primijenjeno istraživanje i razvoj po užim znanstvenim područjima, ali i interdisciplinarno znanstveno povezivanje. Tu se prvenstveno misli na: (I) domenska znanja iz agronomije, prehrambene tehnologije i vezanih područja; (II) znanja iz tehnike i tehnologije, poglavito suvremene digitalne tehnologije i njenih primjena, što uključuje IoT, robotiku, znanost o podacima, umjetnu inteligenciju i vezane discipline.

Znanost koja je svrha samoj sebi besmislena je (ili kako bi rekao Nikola Tesla, perverzna). Znanost treba služiti društvu i gospodarstvu. I zato je potrebno i u poljoprivredno-prehrambenom sektoru imati u vidu sinergiju triju čimbenika: znanstvene zajednice, gospodarstva i javne uprave. Ova tri čimbenika trebala bi poticati, razvijati i primjenjivati nove tehnologije – digitalne u sektoru o kojem govorimo.

INTERAKCIJA I SINERGIJSKO DJELOVANJE

Slijedom prethodnog nužno je osigurati snažnu interakciju između grupacije fakulteta iz područja tehnike, biotehnike i prirodoslovlja. Ta bi grupacija trebala jedinstveno nastupati prema poslovnom sektoru iz poljoprivredno-prehrambene industrije, a uz pomoć Ministarstva poljoprivrede (i drugih ministarstava, kao što su MINGO, MZO, MZOE, MRRFEU…).

Ključna riječ u ovom konceptu je suradnja koja anulira sve negativnosti koje proizlaze iz izoliranosti, usitnjenosti, raznih partikularizama… Posebno je istaknuto da bi bilo svrsishodno iskoristiti inicijative, koncepte i praksu Europske komisije i EU u pogledu

Digitalnih inovacijskih središta (Digital Innovation Hubs – DIH) koji predstavljaju jedan od stupova inicijative Digitizing European Industry. Uloga je DIH-ova povezati razne zainteresirane dionike na nacionalnoj razini u svojevrsnu mrežu – posebno mala i srednja poduzeća, fakultete, istraživačke i razvojne ustanove, komore, agencije, financijske institucije, tijela javne i regionalne uprave … DIH-ovi djeluju kao „orkestratori“ dionika, pružajući im potrebne tehnološke i komercijalne informacije i pomoć (one-stop-shop). Istaknuto je da bi bilo korisno za poljoprivredni sektor koristiti iskustva koje ima ICENT u organiziranju DIH-ova.

DIGITALIZACIJA POLJOPRIVREDE

Zaključno je predloženo inicirati uspostavu Akcijske platforme za digitalizaciju poljoprivrede u Hrvatskoj, o čemu je izvješteno Ministarstvo poljoprivrede. Akteri za uspostavu Akcijske platforme bili bi: Ministarstvo poljoprivrede; predstavnici grupacija biotehničkih & biomedicinskih, tehničkih i prirodoslovnih fakulteta; predstavnici agrosektora – velika poduzeća, OPG-ovi; predstavnici proizvođača i davatelja usluga s ekspertizama iz digitalizacije u poljoprivredi; Akademija tehničkih znanosti Hrvatske; Hrvatska gospodarska komora; te Inovacijski centar Nikola Tesla, kao integrator platforme.

Poseban bi osvrt Akcijske platforme trebao biti na digitalizaciju: ruralnih područja (Smart Villages) i otoka (Smart Islands). To podrazumijeva i aktivnosti (gdje je moguće ili potrebno): instaliranje primjerenih sustava OIE, instaliranje primjerenih sustava navodnjavanja, instaliranje komunikacijske infrastrukture (širokopojasna komunikacijska mreža).