Twardy orzech do zgryzienia? Indywidualna opieka nad drzewami
Największymi fanami orzechów laskowych są bezspornie wiewiórki, ale ludzie zajadają się nimi równie chętnie. W 2018 roku zjedliśmy 424 000 ton tych orzechów. Rosnący apetyt konsumentów zmusił producentów do stałego przyglądania się najlepszym praktykom w celu zwiększenia wydajności, podnoszenia jakości produktu i dbania o ekologię. Dotyczy to zarówno małych hodowców, jak i największych graczy na rynku. „W 2017 roku spotkaliśmy się z jednym z głównych agronomów spółki Ferrero”, mówi Andrea Gasparri, adiunkt Uniwersytetu Roma Tre. „Opowiedział nam o zarządzaniu sadami i utyskiwał na trudności, jakich nastręcza monitorowanie poszczególnych krzewów. Wszystkie decyzje były podejmowane na podstawie oceny stanu kilku krzewów, a zabiegi obejmowały całe sekcje. Często były one niepotrzebne, a nawet przynosiły skutki odwrotne od zamierzonych”. Wtedy właśnie Gasparri i jego zespół pomyśleli o możliwości opracowania zestawu robotów naziemnych i powietrznych z myślą o hodowli orzechów laskowych, co doprowadziło do powstania finansowanego w ramach inicjatywy „Horyzont 2020” projektu PANTHEON (Precision Farming of Hazelnut Orchards). Zadaniem robotów będzie współpraca w celu gromadzenia danych oraz wykonywania czynności takich jak przycinanie, wykrywanie i usuwanie młodych łodyg, nawadnianie, wykrywanie szkodników i chorób oraz szacowanie plonów. W tym samym czasie działa sieć urządzeń internetu rzeczy (IoT) zbierająca dane z pomiarów środowiskowych i meteorologicznych, aby przesłać je do centralnej jednostki operacyjnej. Rolnicy mogą wykorzystywać te dane do podejmowania decyzji i planowania działań robotów. „To odpowiednik przemysłowego systemu nadzorującego przebieg procesu typu SCADA, ale opracowany z myślą o uprawach orzechów laskowych”, wyjaśnia Gasparri. „Dzięki wygodnemu interfejsowi oprogramowania, hodowcy mają dostęp do informacji na temat stanu całego sadu, a także szczegółowych danych na temat pojedynczych krzewów. W tym celu mogą korzystać z pulpitu z różnymi widżetami, dostępnego z poziomu przeglądarki internetowej na komputerze, telefonie lub tablecie”. Jeden z widżetów opracowanych w ramach projektu PANTHEON pozwala na obsługę przycinania krzewów i ułatwia hodowcom przeprowadzanie tego procesu. Dzięki widżetowi mają dostęp do interaktywnych modeli trójwymiarowych drzewa, które pozwalają im na wybór gałęzi do wycięcia i uzyskanie informacji na temat biomasy drzewnej, która zostanie usunięta. Mogą także wykorzystywać dane historyczne do prognozowania kolejnych interwencji lub porównań z poprzednimi sezonami.
Na drodze do komercjalizacji
Choć opisane rozwiązania technologiczne nie trafią do sadów już jutro, badaczom skupionym wokół projektu PANTHEON udało się udowodnić zarówno wykonalność monitorowania poszczególnych roślin, jak i możliwość prowadzenia całkowicie autonomicznych działań w sadach dzięki robotom. „Idea zrozumienia potrzeb każdego pojedynczego drzewa i krzewu oraz ich zaspokojenia nie jest nowa. Projekt PANTHEON jest jednak pierwszą inicjatywą, w ramach której udało się opracować architekturę SCADA służącą do tego celu”. Do najważniejszych osiągnięć projektu należy zaliczyć opracowanie automatycznego systemu usuwania młodych pędów, który ustala odpowiednią ilość środka chwastobójczego dla poszczególnych roślin, a także zaawansowane protokoły przycinania, które sugerują cięcia w zależności od wybranego systemu kształtowania roślin. Zespół zweryfikował działanie opracowanych rozwiązań w komercyjnych sadach orzechowych należących do gospodarstwa Azienda Agricola Vignola (strona internetowa w języku włoskim) – wyspecjalizowanej hodowli orzechów laskowych we włoskim Nepi. „Jeśli chodzi o plany komercjalizacji, uważamy, że rozwiązania projektu PANTHEON stanowią kamień milowy dla sektora precyzyjnej uprawy orzecha laskowego”, twierdzi Gasparri. „W nieco dalszej perspektywie czasowej chcemy przekształcić niektóre rozwiązania w skalowalne produkty i wprowadzić je na rynek. Walka z młodymi pędami i monitorowanie roślin to dwie spośród najbardziej czaso– i zasobochłonnych czynności, które wykonują hodowcy. W najbliższych latach nasze rozwiązania w tym zakresie mogą stać się gotowymi projektami, które będą dostępne na rynku”, podsumowuje Gasparri.
Słowa kluczowe
PANTHEON, orzech laskowy, sad, szkodniki, choroba, SCADA, robotyczny, rolnictwo precyzyjne, monitorowanie, IoT
