Wygląda jak łazik marsjański, traktuje rośliny laserem. Prawdziwa innowacja na polskim polu
Potężna maszyna, która jeździ po polach i strzela do roślin laserami? To nie scenariusz postapokaliptycznego filmu, a prawdziwa innowacja made-in-Poland. Robot Hugo z Krakowa pozwoli na zmniejszenie ilości szkodliwych pestycydów, którymi są traktowane (zjadane przez nas później) uprawy.
- "HUGO Robot Rolniczy" to prototyp platformy, która umożliwia m.in. naświetlanie roślin, opryski, dolistne dokarmianie
- Rozwiązanie jest odpowiedzią na globalne wyzwania ludzkości - do 2050 roku liczba ludności na świecie zwiększy się do blisko 10 miliardów. Aby wyżywić tak liczną populację, należy zwiększyć ilość produkcji żywności na świecie o 60 procent
- Robot Hugo jeździ po polu i “strzela” w rośliny wiązkami laserowymi, dzięki czemu dany areał nie musi być w całości pryskany pestycydami. Laser wspomaga też rozwój pożądanych roślin
Pestycydy w rolnictwie
Projekt Hugo ma na celu ograniczenie użycia środków ochrony roślin. Robot rolniczy, obecnie dostępny w wersji 1.0., umożliwia punktowe stosowanie zabiegów agrotechnicznych związanych z precyzyjnym wykonywaniem naświetlania roślin, oprysków i dolistnego dokarmiania.Mówiąc bardziej obrazowo - robot jeździ po polu i “strzela” w rośliny wiązkami laserowymi, dzięki czemu dany areał nie musi być w całości pryskany pestycydami.
– To jeden z wymogów unijnych zawartych w Zielonym Ładzie. Wykorzystanie środków ochrony roślin w rolnictwie ma być zmniejszone aż o 50 procent. To dlatego wiele firm i centrów badawczych intensywnie poszukuje nowych metod i sposobów na wspieranie rozwoju roślin rolniczych – tłumaczy dr inż. Tomasz Czech, prof. Uniwersytetu Rolniczego w Krakowie.
Tymczasem współczesne, masowe rolnictwo, bez odpowiedniego wsparcia, nie poradzi sobie z wyżywieniem wciąż rosnącej populacji.Wiele środków ochrony roślin jest obecnie wycofywanych z produkcji. A rolnictwo nie ma dla nich zamienników, bo czas wprowadzania na rynek nowych pestycydów zajmuje około 10 lat. Nie wspominając już o tym jak bardzo jest to kosztowne - cały proces może wynieść nawet 200 milionów euro, bo nowe preparaty muszą być bardzo dokładnie przebadane pod kątem bezpieczeństwa dla środowiska.
– Bez środków zapobiegawczych nie jesteśmy w stanie walczyć z kilkudziesięcioma tysiącami różnych chorób, na które zapadają rośliny uprawne. Rośliny są atakowane na przykład przez grzyby, które wytwarzają szkodliwe dla człowieka mykotoksyny. Spożywanie żywności zakażonej mikotoksynami jest dla nas niestety bardziej szkodliwe co opryski, które stosuje się, żeby te grzyby wybić.
Naukowiec zwraca jednak uwagę na to, że - chociaż konieczne - opryski są nie tylko trujące, ale również nieekonomiczne.
Największym wyzwaniem współczesnego rolnictwa jest zatem opracowanie takich rozwiązań, które z jednej strony pozwolą na wsparcie upraw - a z drugiej będą bezpieczniejsze dla środowiska naturalnego.Obecnie dostępne metody zwalczania chorób grzybowych wymagają 2-3 zabiegów ochrony roślin przy użyciu jednakowej dawki fungicydu na jednakowej powierzchni uprawnej pola - bez względu na indywidualny stopień porażenia roślin. Decyzja o wykonaniu takiego zabiegu jest zawsze opóźniona, co generuje koszty - nie tylko materiału do oprysków, ale związane z możliwymi pozostałościami pestycydów w plonie.
Łazik Hugo
Takim rozwiązaniem jest właśnie łazik Hugo. Wykorzystuje diody laserowe o świetle czerwonym i niebieskim. Potrafią one oddziaływać na rośliny na dwa, skrajnie różne sposoby. Z jednej strony stymulują wzrost pożądanych roślin. Z drugiej - dzięki algorytmom uczenia maszynowego - potrafia niszczyć to, czego na polach uprawnych nie chcemy. Laser świecący odpowiednio długo, dosłownie “wypala” chwasty z pola. Równie skutecznie radzi sobie z grzybami.
– A gdy przekroczony zostaje tzw. próg szkodliwości i łazik rozpozna, że dana roślina jest tak chora, że wymaga podania pestycydu, może ją spryskać. Środek będzie jednak podany na malutkim wycinku pola, przez co zminimalizowany będzie również jego toksyczny efekt – mówi Tomasz Czech.
Laserami w rośliny
W jaki sposób lasery “nawożą” rośliny? – Światło lasera oddziałuje na procesy metaboliczne roślin i łączy się z aktywnością fotosyntezy. Rośliny mają zdolność pochłaniania, magazynowania i wykorzystywania fotonów światła lasera przez komórki i tkanki roślinne. – Nasz laser to zatem coś w rodzaju “zastrzyku słonecznego” dla rośliny – mówi dr hab. inż. Agnieszka Klimek-Kopyra z Uniwersytetu Rolniczego w Krakowie, prof. UR Kraków.“Słoneczny zastrzyk” sprawia, że rośliny szybciej rosną. – W naszych badaniach dowiedliśmy, że jesteśmy w stanie przyspieszyć wegetację roślin. A wcześniejsze ”plonowanie” oznacza szybsze wejście z kolejnymi zasiewami – dodaje naukowiec.
Na razie łazik jest sterowany przez operatora za pomocą kontrolera radiowego. Operator ma też możliwość obserwacji tego, co dzieje się na powierzchni uprawnej. Robot jest elektryczny, działa na akumulatory. Jest w stanie pracować bez przerwy około 8 godzin, przy prędkości 5/10 km/h, w zależności od ukształtowania terenu. W wersji 2.0 ma jednak zostać w pełni niezależny elektrycznie.
– Planujemy zainstalować na nim baterie litowo-jonowe i panele fotowoltaiczne - tak, aby łazik ładował baterie przez cały czas swojej pracy. Wtedy będzie mógł jeździć po polu, wykonując odpowiednie zabiegi lub zbierając dane, praktycznie bez przerwy – tłumaczy dr inż. Tomasz Czech, prof. UR Kraków.
Prace nad rozwiązaniem rozpoczęły się w 2015 roku. Pomysłodawcami byli naukowcy z Uniwersytetu Rolniczego im Hugona Kołłątaja w Krakowie, obecnie zespół jest jednak bardzo interdyscyplinarny. Nad technologią naświetlania pracowali na przykład profesor z AGH czy inżynierowie z Politechniki Śląskiej. Projekt Hugo działa obecnie jako spin-off, łączący specjalistów różnych dziedzin.