Olandijoje agurkus šiltnamyje augina dirbtinis intelektas

Algoritmai valdys visą procesą

Pasaulio mokslininkai ir agrarininkai jau kuris laikas kelia klausimą, kaip su kuo mažesnėmis sąnaudomis užauginti kuo didesnį ir kokybiškesnį derlių. Šiltnamiuose auginant daržo ir sodo gėrybes galima išvengti dėl gamtos stichijų patiriamų nuostolių, o įrengiant vertikaliąsias lysves – sutaupyti daug vietos. Tačiau baiminamasi, kad ateityje gali būti vis mažiau profesionalių agronomų, galinčių ūkininkauti stambiuose verslo ūkiuose. Tad į pagalbą siekiama pasitelkti dirbtinį intelektą.

Vienas iš žingsnių siekiant šio tikslo yra viešos ir privačios partnerystės AGROS projektas „Autonominio šiltnamio link“ („Towards an autonomous greenhouse“). Vageningeno universiteto Šiltnamių sodininkystės verslo padalinio mokslininkai kartu su verslo partneriais kuria šiltnamį, kuriame auginimas būtų valdomas nuotoliniu būdu dirbtinio intelekto pagalba. Šis Olandijos universitetas yra vienas žymiausių pasaulyje maisto ir mitybos mokslinių tyrimų centras.

Mokslininkų komandos vizija – autonominis šiltnamis, kuriame patyrusio augintojo ekspertines žinias keičia dirbtinis intelektas. Nors algoritmas šiuo metu orientuotas auginti agurkus, siekiama, kad autonominio auginimo sistemos būtų universalios ir tiktų bet kokiam šiltnamiui, bet kokiame pasaulio krašte.

Projekto vadovė Anja Dieleman, 2022 m. pristatydama idėją universiteto bendruomenei, teigė, kad būtinos sąlygos yra išsamios žinios apie pasėlių fiziologiją, tikslūs jutikliai, galintys išmatuoti atitinkamas pasėlių savybes, ir pažangūs algoritmai, leidžiantys autonomiškai valdyti šiltnamį.

Pirmiausia mokslininkai, naudodami jutiklius, rinko duomenis, o dabar juos naudoja, kurdami augalų auginimui pritaikytą intelektualų algoritmą. Nauji modeliu pagrįsti valdymo algoritmai gali savarankiškai reguliuoti sąlygas šiltnamyje ir užtikrinti auginimo procesą.

Išmanūs algoritmai ir jutikliai stebi svarbiausias augalų charakteristikas ir sprendžia, ko konkrečiu metu reikia, kad būtų išaugintas gausus ir kokybiškas derlius.

Trys eksperimentinės erdvės – trys valdikliai

Naujienų portalo kasalsenergiebron.nl po metų pakalbinta projekto vadovė papasakojo, kad šiuo metu, sujungus žinias apie agurkų auginimą, jutiklius ir išmaniuosius algoritmus, atliekamas itin svarbus bandymas. Trijose skirtinguose šiltnamiuose, kuriuose auginami ‘Hi-Power’ veislės agurkai, taikomi trys skirtingi valdikliai. Viename skyriuje autonominiam valdymui taikomas „Digital Twin“ algoritmas, kitame – „Reforcement Learning“ algoritmas.

Trečiame skyriuje, kurį mokslininkai vadina etaloniniu, auginimą kontroliuoja pasėlių ir drėkinimo ekspertų grupė. Šiame skyriuje dirbančių ekspertų grupė iš AGROS partnerių įmonių yra bandymo rezultatų atskaitos pagrindas. Didelę patirtį sukaupę augintojai prižiūri agurkus, taikydami naujausias agronomijos žinias ir geriausią patirtį.

„Digital Twin“ algoritmas valdo viską: šildymo temperatūrą, nustato, kada reikia laistyti, kada įjungiamos ir išjungiamos šviesos, kokia CO2 koncentracija turėtų būti pasiekta šiltnamyje, net formuoja augalų auginimo strategiją.

„Reforcement Learning“ algoritmas yra išmokytas kontroliuoti šiltnamio klimatą. Atlikdama milijonus modeliavimų, dirbtinio intelekto forma išmoko optimaliai valdyti šiltnamio klimatą.

Kol kas bandymas tęsiamas ir situacija šiltnamiuose akylai stebima. Tiek mokslininkams, tiek jų partneriams smalsu, kuriame skyriuje agurkų auginimo sezonas bus sėkmingiausias, tačiau rezultatų dar teks palaukti.

Parengta pagal Vageningeno universiteto ir kasalsenergiebron.nl informaciją

Asociatyvi 123rf nuotrauka