Znanost pomaže poljoprivredi da ublaži utjecaj klimatskih promjena

Na Agronomskom fakultetu Sveučilišta u Zagrebu održana je završna radionica znanstveno-istraživačkog projekta Napredna i prediktivna poljoprivreda za otpornost klimatskim promjenama (AgroSPARC), čiji je cilj suočavanje s izazovima aktualnih i budućih klimatskih promjena u poljoprivredi. Projekt se fokusira na unapređenje uzgoja žitarica, smanjenje troškova te prilagodbu tradicionalnih metoda uzgoja.

Jedan od ključnih aspekata projekta je izrada matematičkih modela različitih stadija razvoja pšenice pomoću umjetne inteligencije. Ovi modeli koriste se za precizno predviđanje prinosa i fenofaza razvoja pšenice, uz analizu velikog skupa podataka stvorenih u prototipnim klimatskim komorama s umjetno stvorenim klimatskim uvjetima – scenarijima klimatskih promjena.

Rezultati projekta će biti javno dostupni putem portala za predikciju stadija razvoja pšenice, koji će uključivati i kratkoročne i dugoročne prognoze te satelitske snimke poljoprivrednih površina, a povratne informacije od uzgajivača koristit će se za prilagodbu modela predikcije. Posebno istaknuto tijekom radionice bilo je istraživanje biotskih i abiotskih čimbenika stresa na usjevima ozime pšenice. Korištenjem spektralnih podataka i vegetacijskih indeksa, analiziranih kroz različite algoritme strojnog učenja, postignuta je uspješna klasifikacija šteta od napada štetnika. Ova inovacija stvara temelj za daljnji razvoj sustava daljinskog motrenja usjeva, omogućujući poljoprivrednicima brzu i preciznu primjenu agrotehničkih mjera, čime se optimizira održivost i produktivnost poljoprivredne proizvodnje.

Više info o samom projektu AgroSPARC možete pronaći OVDJE. 

Uvodnu riječ održali su prof. dr. sc. Ivica Kisić, dekan Agronomskog fakulteta te izv. prof. dr. sc. Monika Zovko, koordinatorica projekta na partnerskoj instituciji, Agronomskom fakultetu.

Dekan Kisić okaraterizirao je ovaj projekt vrlo značajnim jer ukazuje na promjene koje dolaze od sveprisutnih klimatskih promjena:

– Puno sam puta sam rekao, i još ću puno puta ponoviti, većina ljudi još uvijek nije svjesna što znače klimatske promjene. Većina misli da je to nešto što će proći i više se nećemo morati time zamarati, ali su u krivu. Decidirano tvrdim, i već sam prije 20 godina pisao na tu temu, klimatske promjene neće nestati, već se samo iz godine u godinu biti još žešće i još problematičnije. Kako odgovoriti na te izazove? Odgovore primarno može dati znanosti. Ali ne na način da se mi agronomi sada učimo računarstvu, elektronici, strojarstvu… Već da odgovore potražimo kroz jedan holistički pristup, zajedničkim snagama, znanstvenici raznih struka i profila. Samo tako možemo dati odgovor na ono što nas očekuje, a to su, ponavljam, još izraženije i jače klimatske promjene. Prema tome, čestitam svima na ovome projektu te se nadam u budućnosti još većim i kvalitetnijim promjenama. Znanost nam jedina može dati odgovor na pitanje kako se čovječanstvo može prilagoditi budućnosti.

PREDAVANJA O DOSEZIMA PROJEKTA

Izv. prof. dr. sc. Vinko Lešić (voditelj projekta), iz Inovacijskog centra Nikola Tesla, na završnoj radionici održao je prezentaciju pod nazivom “AgroSPARC: pregled istraživanja i rezultata”. Fokus prezentacije bio je na stanju tehnike u poljoprivredi danas, koja se zasniva na upotrebi sofisticiranih senzora kao što su IoT senzori za praćenje vlažnosti, temperature i hranjiva u tlu te multi- i hiperspektralni senzori na dronovima i satelitima često korišteni u kontekstu precizne poljoprivrede. Očekivana korist ovakvih sustava je 20% povećanje prinosa poljoprivrednih kultura. Nedostatak velikog skupa podataka usporava korištenje algoritama umjetne inteligencije (AI) u poljoprivredi, stoga je upravo to bio motiv prijave projekta AgroSPARC. Prikazan je sustav za rapidno i automatizirano prikupljanje podataka o rastu i razvoju biljaka ozime pšenice u prototipnim klimatskim komorama te model crne kutije pomoću kojeg je moguće povezati ulaze kao što su permutacije mikroklimatskih uvjeta i korisne izlaze u obliku vegetacijskih indeksa, indeksa lisne površine i sl.. Ove varijable koriste se u svrhu predikcija rasta i razvoja ozime pšenice u stvarnim klimatskim uvjetima i hipotetskim uvjetima scenarija klimatskih promjena. Podaci predikcije stadija razvoja pšenice, zajedno s kratkoročnim i dugoročnim prognozama i satelitskim snimkama poljoprivrednih površina, prikazane su na javnom portalu AgroSPARC, koji će omogućiti proizvođačima dobivanje točnijih podataka i pomoći u donošenju odluka u proizvodnji.

Prezentaciju naslova ˝Mogućnosti primjene digitalne tehnologije u ranoj detekciji fizioloških odgovora pšenice na stres˝ prezentirala je asistentica Sveučilišta u Zagrebu Agronomskog fakulteta, Sandra Skendžić, mag. ing. agr. Fokus prezentacije bio na mogućnostima rane detekcije abiotskih i biotskih čimbenika stresa u usjevima ozime pšenice koristeći hiperspektralne i IoT senzore. Prikazana je metodologija i lokacije istraživanja te rezultati dijela istraživanja – klasifikacije različitih stadija zaraze ozime pšenice žitnim balcima, najznačajnijim štetnicima pšenice u našim uzgojnim uvjetima. Klasifikacija je dobivena temeljem hiperspektralnog snimanja spektroradiometrom (uređajem nabavljenog u sklopu projekta) te izračunatim vegetacijskim indeksima kao što su NDVI i GNDVI.

Izv. prof. dr. sc. Matko Orsag s Fakulteta elektrotehnike i računarstva iznio je prezentaciju naslova ˝Dubinska multispektralna kamera za 3D snimanje iz blizine˝. Fokus njegovog predavanja bila je metodologija uporabe multispektralnih kamera u sklopu sustava za rapidno i automatizirano prikupljanje podataka o dinamici razvoja ozime pšenice. Multispektralna kamera ima sposobnost snimanja biljaka u različitim dijelovima elektromagnetkog spektra, a informaciju dobivenu snimanjem prevodi na lako tumačene vrijednosti vegetacijskih indeksa, koji govore o zdravstvenom stanju biljke. Također je govorio o važnosti i budućnosti korištenja robota u poljoprivredi kao operatera u agrotehničkim zahvatima kao što je berba i orezivanje.

Dr. sc. Hrvoje Novak, iz Inovacijskog centra Nikola Tesla, održao je predavanje pod nazivom “Prediktivna poljoprivreda primjenom umjetne inteligencije”. Tijekom predavanja, fokusirao se na analizu obimnog skupa podataka korištenjem algoritama umjetne inteligencije i strojnog učenja. Prikazao je kako podaci dobiveni na ovaj način mogu biti od koristi u predviđanjima razvoja pšenice, pružajući poljoprivrednicima važne informacije koje mogu poslužiti u procesu odlučivanja i planiranja agritehničkih intervencija. Dodatno, istaknuo je mogućnosti unapređenja vremenskih prognoza primjenom AI algoritama te je naglasio prednosti koje takav sustav može pružiti poljoprivrednicima.

UMJETNA INTELIGENCIJA U POLJOPRIVREDI

Radionica je predstavila rezultate, zaključke projekta i smjernice za buduća istraživanja. Tehnički aspekti, uključujući upotrebu senzora i sustava za prikupljanje podataka, istaknuti su kao ključni za detekciju stresa u usjevima i optimizaciju poljoprivrednih operacija. Poseban naglasak stavljen je na ključne uspjehe projekta AgroSPARC u implementaciji umjetne inteligencije za precizno predviđanje razvoja pšenice, stvarajući perspektive za unapređenje održivosti i produktivnosti poljoprivredne proizvodnje.

Radionici su prisutvovali djelatnici iz Ministarstva gospodarstva i održivog razvoja, Ministarstva poljoprivrede, znanstvenici i djelatnici Fakulteta elektrotehnike i računarstva, Prehrambeno-biotehnološkog te Agronomskog fakulteta Sveučilišta u Zagreb kao i predstavnici značajnih poljoprivrednih subjekata u RH.