Robotizace a virtuální realita v českém zemědělství - monitorovací systém rostlin detekuje škůdce a předpovídá sklizeň

Zlín, 21. 7. 2021 - Budoucí posila (nejen) české skleníkové produkce se jmenuje BERABOT. Zkontroluje každé rajče ve velkoplošných pěstebních sklenících, upozorní na potencionální škůdce, předpoví sklizeň a identifikuje nedostatky v pracovních harmonogramech. Prozatím je v procesu ladění.

Na unikátním dotačním projektu vyhlášeném Technologickou agenturou ČR v rámci podprogramu Technologičtí lídři se podílí divize Efektivní ICT zlínského holdingu NWT a.s., agronomové a rostlinolékaři z Farmy Bezdínek v Dolní Lutyni a tým vědců z Ústavu informatiky a umělé inteligence FAI UTB. „V NWT a.s. jsme si vždy zakládali na vzájemném propojování oborů. Projekt BERABOT je toho skvělým příkladem. Moderní způsob produkce zeleniny na Farmě Bezdínek se v něm perfektně doplňuje s nejnovějšími IT technologiemi. A díky zapojení Univerzity Tomáše Bati se nám podařilo propojit i soukromý sektor s akademickou půdou,“ říká Vít Štěpánek, ředitel divize Efektní ICT.

Technologická skupina NWT testuje výsledky projektu na Farmě Bezdínek v Dolní Lutyni, kde se zelenina pěstuje celoročně s velkým důrazem na ekologii. Rajčata, která už stihla získat ocenění Regionální potravina Moravskoslezského kraje a KLASA (záruka vysoké jakosti), zde zavlažují dešťovkou a místo chemie využívají přirozených nepřátel škůdců – klopušku skleníkovou, parazitickou vosičku a savečku oranžovou. Začlenění virtuální reality a umělé inteligence do provozu by mělo zdejším rostlinolékařům výrazně ušetřit čas i peníze spojené s kontrolou rostlin. Vyvíjený systém totiž dokáže vyhodnotit celkový zdravotní stav rostlin, dostatek živin i vody a také včas upozornit na plíseň i potencionální škůdce.

„Pro rajčata ve skleníku představují škůdci konstantní riziko vzniku poškození, které může přinést značné ekonomické ztráty. Na Farmě Bezdínek pěstujeme dle standardu ZERYA, to znamená, že plody, které sklízíme neobsahují žádné zbytky pesticidů. To je pro rostlinolékaře obrovská výzva, neboť musí za pomoci systémů biologické ochrany udržet škůdce na takové úrovni, aby se maximálně vyhnul nutnosti chemických postřiků. Správnost a následně pak i účinnost rozhodnutí v ochraně rostlin závisí na precizním a robustním monitoringu škůdců. Zde vidím obrovský potenciál pro automatické detekce, které v rámci Berabotu vyvíjíme. Právě teď intenzivně zdokonalujeme algoritmus na detekci nejčastějšího škůdce rajčat ve skleníku – molici. Dovedu si ale představit i následné rozšíření na mšice, svilušky, housenky atd.,“ říká rostlinolékař Farmy Bezdínek, Václav Psota.

Vyvíjený software si rozumí s nejrůznějšími platformami (PC / laptop / mobil) a jeho autoři nevyvrací ani možnou budoucí integraci do polo či plně autonomního robotického zařízení. „Myslím si, že zavedení vyvíjené aplikace do praxe přinese malou revoluci v ochraně rajčat ve skleníku. Nejen že dojde k úspoře lidské práce, ale celý proces se zrychlí a zpřesní. Odpovědní rostlinolékaři pak budou schopni rychleji a přesněji reagovat, a tím se celý systém biologické ochrany zdokonalí a zvýší se jeho účinnost. Doufám, že se také do značné míry sníží riziko nutnosti použít chemické pesticidy, což je v souladu se strategii Zelené dohody pro Evropu,“ dodává Václav Psota.

Na inteligentním robotickém systému vybaveném kamerovým systémem, který bude projíždět celým skleníkem a pečlivě analyzovat jednotlivé rostliny, pracují vědci z Ústavu informatiky a umělé inteligence FAI. Kromě hardwarového zajištění mají za úkol dodat umělou inteligenci, která zajistí, aby robot myslel a viděl podobně jako člověk. „Člověk vše dělá automaticky, tady je ale lidské myšlení nahrazeno použitím umělých neuronových sítí. Neurony lidského mozku simuluje počítač a sestavuje je do komplikované struktury hlubokých sítí. Místo lidských očí slouží našemu Berabotovi nejmodernější algoritmy strojového vidění, které vyvíjíme,“ říká Ing. Pavel Vařacha, Ph.D., člen týmu z FAI.

Řešení takto rozsáhlého úkolu nebylo možné bez mezinárodní vědecké spolupráce. V tomto případě s experty z University of Tokyo. Univerzita Tomáše Bati se tak zařadila do skupiny elitních světových pracovišť. „Konzultace k robotické části projektu probíhala přímo na University of Tokyo, konkrétně na pracovišti profesora Wei Guo. Kolegové z Japonska byli také na odborné stáži u nás na fakultě a vysoce oceňovali kreativitu, multioborovost a systémový přístup v řešení složitých vědeckých a inženýrských zadání,“ řekl vedoucí projektu a ředitel Ústavu informatiky a umělé inteligence Roman Jašek. BERABOT by měl do své finální podoby dospět během následujících čtyř let.

Video o projektu BERABOT