Ez a cikksorozat a robotok mezőgazdasági integrációját és a gazdálkodási gyakorlatok forradalmasításában rejlő lehetőségeket ismerteti. A cél az, hogy áttekintést adjunk a robotok mezőgazdasági alkalmazási lehetőségeiről, ismertessük előnyeiket és kihívásaikat, valamint oktatási anyagokat mutassunk be, amelyek megkönnyítik az MI-alkalmazásukat a gazdák számára.
Jelenleg kevés áttekintő irodalom áll rendelkezésre a mesterséges intelligencia mezőgazdaságban történő alkalmazásáról. Szeretnénk elérni azt, hogy cikksorozat végére a gazdák akár másnap hasznosítható tudáshoz jussanak.
A robotok története
Van bizonyítékunk arra, hogy a gépesített, emberi formájú figurák készítése már az ókori Görögországban elkezdődött. Leonardo da Vinci elméleteket dolgozott ki különféle gépek létezésének lehetőségéről. Az első ilyen elmélet a mai robotnak nevezett „humanoidra” vonatkozott, mert az emberi forma adta hozzá az ihletet.
A „mesterséges ember” fogalmát a 19. század eleje óta ismerjük. Az első digitálisan működtetett és programozható robotot 1954-ben George Devol alkotta meg. Ez végül megalapozta a modern robotika iparágát.
Ki találta ki a robotika kifejezést?
A robot szó a cseh robota szóból ered, amely kényszermunkát jelent, és a protoszláv (ősszláv nyelv) orbota szóból származik, ami kemény munkát vagy rabszolgaságot jelentett.
Mik azok a robotok, és mire képesek?
A robotok olyan gépek, amelyek automatikusan képesek összetett műveleteket végrehajtani. Ehhez általában a következő elemekre van szükségük: érzékelőkre, például kamerákra, lidarokra (Light Detection and Ranging, lézerfény alapú távérzékelési technológia), mikrofonokra, hajtóművekre (motorokra), dugattyúkra vagy mesterséges izmokra, valamint vezérlőkre.
A köztudatban szereplő robotokat gyakran úgy képzelik el, mint emberi formák, két karral, két lábbal és egy fejjel, kamerákkal a szemek helyén. A valóságban a robotokat úgy alakítják ki, ahogy az a legoptimálisabb a cél szerinti funkcióknak.
A robotok osztályozása
Nem könnyű meghatározni a robotok ismérveit, és nem könnyű őket kategorizálni sem. Minden robotnak megvannak a saját egyedi jellemzői: a szükség szerinti mérete, alakja és a nagyon eltérő képességei. Ennek ellenére sok robotnak van néhány közös tulajdonsága, ami lehetővé teszi azok csoportosítását, pl. a fix robotkarok (manipulátorok), kerekes, illetve csápos rendszer (repül, úszik, kúszik).
Jelenleg több mint húsz kategóriát különböztetünk meg. Számos olyan fejlesztés folyik, amelyik még alig ismert, pl. ilyen a telepresence robot, amely lehetővé teszi, hogy a kezelő jelen legyen egy helyen anélkül, hogy odamenne. Ez utóbbit elsősorban az orvostudomány és az űrkutatás alkalmazza.
Intelligens mezőgazdaság
Az intelligens mezőgazdaság a kutatási erőfeszítések, valamint az agrár-élelmiszeripari műveletek során szerzett adatokra és átláthatóságra támaszkodik.
A mesterséges intelligencia olyan eszköz, amely lehetővé teszi az intelligens mezőgazdaság számára, hogy olyan célokat érjen el, amelyek az emberi képességek hatókörén kívül esnek. A keletkező hatalmas adatmennyiség feldolgozása a jövő egyik kihívása.
Modern robotika
A számítógépipar fejlődése eredményeként a számítógépek és a robotika technológiája összeolvadt, létrehozva a mesterséges intelligencia (MI) fogalmát, amely olyan automatizált rendszerek kialakítását teszi lehetővé, amelyek képesek tanulni.
A mezőgazdasági robotok legfőbb jellemzőit több szerző is megfogalmazta, de még nincs széles körben elfogadott definíciója.
A mezőgazdaság az egyik legkockázatosabb ágazat
Tudta, hogy jelenleg a növény-egészségügyi termékek akár 99%-a is kárba mehet, mert a célzott felhasználás helyett generálisan az egész területeket fednek le vele, melyeknek így csak csekély hányada hasznosul az elvárt igények szerint? A mezőgazdasági robotika képes arra, hogy növényvédő szereket csak azokra a növényekre permetezzen, amelyeknek szükségük van rá. Ez csak egy példa arra, hogy a hagyományosan nem túlautomatizált ágazatokban milyen konkrét előnyök lennének elérhetőek. A mezőgazdaság mindig is a tudásmenedzsmentről szólt, ahol a know-how egyik generációról a másikra szállt át.
Az elmúlt 70 év folyamán a mezőgazdaság átalakult, és lassan elvesztette azt a képességet, hogy a tudást átadhassa a következő generáció számára. Ennek ellenére a mezőgazdasági szektor talált megoldást az élelmiszer-termelés növelésére, melyben a technológia kulcsszerepet játszik.
A közmondás szerint „ki mint vet, úgy arat”, ehhez azonban gyakran elfelejtjük hozzátenni azt, hogy „ha szerencsénk van”. Amikor az időjárás vagy a betegségek sújtják a növényeket, a gazdálkodók számára kevésbé releváns a terméshozamról beszélni. Ezek a kihívások rávilágítanak a mezőgazdasági szektor digitalizációja és technológiai fejlesztése szükségességére. A digitalizáció lehetővé teszi a gazdálkodók számára, hogy valós időben figyeljék, és előre jelezzék az időjárási változásokat, monitorozzák a növények egészségi állapotát, és hatékonyan kezeljék a termelési folyamatokat.
Globális kihívás
A becslések szerint 2050-re a világ népessége közel 10 milliárd fő lesz. Az élelmiszer iránti növekvő kereslet kielégítése érdekében a mezőgazdasági iparág is a technológiára támaszkodik. Az iparnak a következő évtizedekben 70%-kal több élelmiszert kell előállítania, hogy a világ népességét ellássa. Az ágazat folyamatosan küzd a mezőgazdaság rendelkezésére álló munkaerő megtalálásával. Ezt az igény csak a mezőgazdaság robotizálásával lehet a jövőben kielégíteni. A munkaerőhiány a népességnövekedéssel egyidejűleg az élelmiszer-ellátás más aspektusaiba is begyűrűzik, ezért az automatizálás az egyetlen megoldás az élelmiszer jövőbeni előállítására.
A mesterséges intelligencia (MI) egy feltörekvő technológia a mezőgazdaság területén is, amely gyökeresen átalakítja a mai agrárszektor működését. Az MI-alapú eszközök és gépek jelentősen fejlesztik a növénytermesztést, a valós idejű megfigyelést, a betakarítást, a feldolgozást és marketinget is. Eljött az ideje annak, hogy a gazdálkodók a hagyományos gépeket modern, mesterséges intelligenciával működtetett mezőgazdasági robotokkal egészítsék ki vagy cseréljék le.
A digitális átalakulás tehát jelentős szerepet játszik a mezőgazdasági szektorban a folyamatok hatékonyabb kezelése, a termelési eredmények javítása és a hosszú távú fenntarthatóság elérése érdekében.
A mesterséges intelligencia (MI) hatása a mezőgazdaságra
Az agráralapú szektorban az automatizált rendszerek, mint például a mezőgazdasági robotok és drónok, forradalmi változást hoznak. Az új technológiák lehetővé teszik a gyomérzékelést, termésérzékelést, valamint más fontos paraméterek meghatározását a mezőgazdaságban. Az ilyen innovációk választ kínálnak a mezőgazdaság jelenlegi kihívásaira, mint például a növekvő munkaerőköltségek, a szakképzett munkaerő hiánya és a hatékonyság, valamint a termelékenység javításának szükségessége.
A mesterséges intelligencián alapuló rendszerek képesek azonosítani és célzottan kezelni a gyomokat és kártevőket, csökkentve a területre kijutatott vegyi anyagok mennyiségét. A prediktív elemzés segítségével előrejelzéseket készíthetünk a terméshozamokról, betegségek megjelenéséről és optimális betakarítási időről is. Az állattenyésztésben az MI által vezérelt érzékelők és robotok lehetővé teszik az állatállomány egészségének és viselkedésének megfigyelését, elősegítve a korai felismerést és az állatjólét javítását. Az MI és a robotika átalakítja a mezőgazdasági ipart a hatékonyság növelésével, az erőforrások optimális felhasználásával és a fenntarthatóság szem előtt tartásával.
Az MI-algoritmusok képesek gyorsan és hatékonyan feldolgozni és elemezni a nagy mennyiségű mezőgazdasági adatot, és olyan támogató információkat nyújtanak, amelyek segítségével optimalizálni lehet a termelési folyamatokat és döntéseket.
Az MI alkalmazhatósága tehát kiemelkedő potenciállal rendelkezik a mezőgazdasági szektorban is, hozzájárulva a fenntarthatóbb, hatékonyabb és produktívabb mezőgazdasági gyakorlatok kialakításához.
Robotok a mezőgazdaságban
A precíziós mezőgazdaság, amely mesterséges intelligencia által működtetett, jelentős költségmegtakarítást is kínálhat a gazdálkodóknak. Az MI ilyen irányú mezőgazdasági alkalmazása lehetővé teszi, hogy a gazdák több növényt termeljenek kevesebb erőforrás ráfordításával. A precíziós gazdálkodás kombinálja a legjobb talajkezelési módszereket, a változó arányú technológiát és az optimális adatkezelési gyakorlatokat, hogy segítse a gazdálkodókat a terméshozam maximalizálásában és a költségek minimalizálásában.
Az önvezető traktorok, okos öntözési és műtrágyázási rendszerek, intelligens permetezés, vertikális mezőgazdasági megoldások és az MI-alapú betakarítórobotok lehetővé teszik a gazdálkodók számára, hogy hatékonyan végezzék a munkafolyamatokat anélkül, hogy további munkaerőt vennének igénybe. Magyar kutatócsoport dolgozik olyan robotprototípusokon, amelyek eredményeként a sokkal kisebb környezeti vegyszerterhelés elérhető. Így ahelyett, hogy egész táblákat permeteznének be gyomirtó szerrel, a drónok mikrocseppeket juttathatnak közvetlenül a gyomra, ami 99,99%-kal csökkentheti a korábban felhasznált vegyszermennyiséget. Az MI a termésbetakarításban való felhasználása biztosítja, hogy a robotok csak az érett növényeket fogják kiválasztani, elkerülve a pazarlást. Jelenleg a betakarított termény 20-60%-át kényszerül kidobni a termelő, mert ennyi nem felel meg a szupermarketek szabványaiban előírt vevői igényeknek. Ezek a technológiák még némileg távol állnak a széles körben elterjedt gazdálkodási, kereskedelmi gyakorlattól, de prognosztizálható, hogy a környezet védelme, a természeti erőforrások kizsákmányolásától mentes fenntarthatósággal történő élelmiszer-ellátás biztosítása a versenyszféra exponenciális növekedését indítja be.
Egy másik jelentős előrelépés, amelyet a robotika a mezőgazdaság számára kínál, a mezőgazdasági exoskeletonok elérhetővé tétele; ezek a „szuperruhák” enyhítik a gazdálkodók fizikai terhelését (pl. a hátra és térdre nehezedő nyomás enyhítésével).
A mesterséges intelligencia globális piaca a mezőgazdaságban
A mezőgazdasági robotok piacának értéke 2022-ben 7,07 milliárd USD volt, ez az előrejelzések szerint 2030-ra eléri a 24 milliárd USD-t.
Hogyan tovább?
Az MI és a robotika alkalmazásának és finanszírozásának lehetősége A mesterséges intelligencia megváltoztatja a mezőgazdaság jövőjét, ám segítenünk kell a gazdálkodókat ennek hatékony és szakszerű megvalósításában. A jövőben egyre több oktatási programot, ismeretterjesztő roadshow-t és számos más lehetőséget kell biztosítani számukra annak érdekében, hogy minél szélesebb körben megismerhessék az MI által kínált lehetőségeket. Nagy szerepe lesz ebben több szervezetnek, így például a Mesterséges Intelligencia és Technológia Jog Egyesület számos oktatási lehetőséget biztosít.
Vlaszák Lajos
