Elég egészséges élelmet termelni a Föld népességének, a változó bolygón. A jövő egyik legnagyobb kihívása az emberiség számára. Nap mint nap hallunk újabb és újabb természeti katasztrófákról, az olvadó gleccserekről, az egyre szélsőségesebbé váló hőmérsékleti és csapadékeloszlási adatokról. Szerencsére nem csak mi tudunk ezekról hanem a kutatók is. A világ számos pontján folynak kutatások melyek a mezőgazdasági termelés új, alternatív lehetőségeit keresik. Kétrészes minisorozatunk a mezőgazdaság automatizálásáról szóló kutatásokba szeretne bepillantást nyújtani.
Automata termesztési rendszerek Hollandiában
A holland autópálya mellett, nem messze Amszterdamtól, a Wageningen University & Researches (WUR) kutató-üvegházai sorakoznak. Az egyetem méltán híres úttörő kutatásairól az agrárium területéről. Az alábbiakban az egyik ilyenről igyekszünk beszámolni néhány szóban.
A kutatási célú üvegházakban gépek szabályozzák a növények számára a legfontosabb életfeltételeket. A fény, víz, a műtrágyák és a szén-dioxid optimális felvételét, de természetesen a hőmérséklet sem lehet kivétel ez alól. Számos, élettani kutatás által alátámasztott logaritmus fut folyamatosan a termesztett növények lehető legjobb növekedése érdekében, azonban nem minden körülmény vagy munkafolyamat gépesíthető, így ha csak minimálisan is, de emberi munkára is szükség van például a szőlő metszésénél. Ennek ellenére nyilvánvalóan látszik, hogy ki irányít...
Kihívás
Szakértők becslései szerint 2050-re a Föld népessége elérheti a 9 milliárd főt, miközben a termőföldek 1970-hez képest 30%-kal csökkeni fognak. A gazdálkodóknak tehát minden segítségre szükségük lesz, így az automatikus termesztési rendszerekre is mint például az Al. Segítségükkel felülvizsgálhatóak az eddigi módszerek, változást érhetünk el az elmúlt 70 évben letrejövő, hosszútávon fenntarthatatlan gazdálkodási rendszerekben.
A "Zöld Forradalom" az 1950-es években kezdődött el, amikor a magas hozamú növények, új fajták, műtrágyák, és az öntözéstechnológia elterjedése robbanásszerűen megnövelték az élelmiszerelőállítást különösen a fejlődő országokban, egymilliárd ember mentve meg az éhezéstől. Ugyanakkor a növényvédőszerek felelőtlen használata csökkentette a biodiverzitást, a talajt kizsaroló tápanyaggazdálkodás rontotta a talajok termékenységét, a túlzott műtrágyafelhasználás szennyezte a földalatti vízkészleteket.
"Az eddigi módszereket sosem hosszútávra terveztük"-mondja Danielle Nierenberg, a Food Tank elnöke amely egy igazságosabb haszonszerző rendszer létrehozásán fáradozó szervezet. Nierenbeg hozzátette: "A gazdálkodóknak valószínüleg vissza kell térniük a természetes módszerekhez, azonban ezt nehezíti, hogy az ipari jellegű temelés növekvő hozamai nagy nyomást jelentenek a kis méretű gazdaságokra, ezzel kényszerítve őket az alkalmazkodásra a fennmaradás érdekében."
Az automatizált rendszerek a "Zöld Forradalom" új korszakát hozhatják el a termelésben. Segíthetik az átmenetet a jelenből a hosszútávon fenntartható jövőbe. Egyre többen rendelkeznek a jó döntések meghozatalához szükséges adatokkal, de ez idáig sem sikerült egyszerű módot találni arra, hogy a termelők hasznosítani is tudják a jelen és a múlt adatait a gyakorlatban. Az ilyen rendszereket irányító algoritmusok azonban képesek lehetnek számításba venni az időjárás paramétereit, a piaci árakat, a terméshozamokat. Segítséget nyújthatnak a jobb vetési vagy ültetési idő megválasztásában, a pontosabb tápanyagkijuttatásban, és megtippelhetik, a betakarítás legoptimálisabb időpontját.
A WUR az egyike azoknak a helyeknek ahol az adatalapú termesztést vizsgálják több megközelítésből. Legutóbb öt, a téma kutatóiból álló csapat versenyzett a világ minden tájáról. 96 négyzetméteres üvegházakban termesztettek uborkát. Összehasonlítási alapként egy hatodikban hagyományos, kézi módszereket használtak. Minden csapatnak meg kellett alkotnia a saját logaritmusát, de szabadon eldönthették, hogy mennyire követik a az Al-modellek által kidolgozott megoldásokat. A csapatok érzékelőkkel és kamerákkal figyelték meg a növényeket így szükség esetén bármikor új adatokat vihettek be, vagy módosíthatták az algoritmusukat. A győzelemhez maximalizálniuk kellett a hozamot és a nyereséget, miközben csökkenteniük kellett a felhasznált erőforrásokat. A győztes a "Sonoma" csapat tagjai lettek. Tagjai a Microsoft Research alkalmazottjai, Dán és Holland egyetemek diákjai voltak. Silke Hemming a WUR üvegházkutató csoportjának vezetője szerint a győzelem kulcsa a mesterséges megvilágítottság növelése és a szén-dioxid koncentráció magasan tartása volt, az átlagos kertészetekhez képest. Más csapatok intuitív módszerekkel is próbálkoztak például a kisebb uborkák eltávolításával a meghagyott társaiknak esélyük volt nagyobbra nőni.
"A verseny célja nem a győzelem, hanem a tanulás, és a tudásszerzés"- tartja Silke Hemming.
Az automatikus termesztési rendszerek így az Al legnagyobb problémája, hogy az algoritmus megalkotásához pontosan ismerni kell az adott kultúra igényeit. Pontos adatokra van szükség a fejlődéssel kapcsolatban napról napra, ami nagyon sok kutatást igényel. Az uborkaverseny az ilyen jellegű információk megszerzésének kiindulópontja lehet, amelyre más kutatók is alapozhatnak a jövőben.
A választott kultúra azért az uborka volt, mert világ szerte termesztett, gyorsan növekvő növény és az esetleges hiányosságokat gyorsan nyomon lehet követni a levelén. A szerzett tapasztalatokat azonban minden zárt körülmények termelt kultúrában hasznosítani lehet majd.
A verseny és a kapott eredmények csak az első lépések az emberi kíváncsiság és a gépek nyújtotta precizitás lehetőségeinek kombinálásában, a lehető leghatékonyabb termeléshez vezető úton.
A bejegyzés az Egyesült Államok közszolgálati televíziós csatornájának (PBS) honlapján található cikk fordítása. Eredeti: https://www.pbs.org/wgbh/nova/article/does-ai-hold-key-to-new-green-revolution-in-agriculture/
