Podobnie jak w przemyśle pojęcie Rolnictwo 4.0 odnosi się nie tylko do technologii, ale również do zmian w organizacji pracy i sposobu myślenia kadry zarządzającej przedsiębiorstwem – mówi Przeglądowi Technicznemu dr inż. Jacek Skudlarski z Instytutu Inżynierii Mechanicznej, Szkoły Głównej Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie w rozmowie z Lidią Sosnowską.
Współczesne rolnictwo musi się mierzyć z szeregiem wyzwań, jakie wynikają z przemian polityczno-gospodarczych, społecznych oraz zmian klimatycznych. Które z nich uważa Pan za najważniejsze?
Lista jest długa. Przede wszystkim w związku z rosnącą populacją ludzi na świecie rolnictwo musi zwiększać produkcję żywności mając do dyspozycji ograniczone zasoby gruntów rolnych i wody, a do tego borykając się z niedoborem wykwalifikowanych pracowników. Sytuację pogarszają skutki zmian klimatycznych, których następstwem są długookresowe niedobory wody, gwałtowne i intensywne opady deszczu, przymrozki bez okrywy śnieżnej, czy spadki temperatury późną wiosną. Do tego dochodzi niższa opłacalność produkcji ze względu na wzrost cen środków do produkcji, a jednocześnie spadek cen skupu płodów rolnych. Rolnictwo musi też odpowiadać na zmiany w preferencjach zakupowych klientów, m.in. wzrost zainteresowania zakupem produktów żywnościowych pochodzących z upraw ekologicznych bądź zrównoważonych, czy przywiązywania większej wagi do systemu chowu zwierząt i ich dobrostanu. W związku w wejściem w życie Europejskiego Zielonego Ładu (Green Deal) rolnicy są zobowiązani do redukcji zużycia pestycydów, nawozów mineralnych i antybiotyków.
Jakie zmiany powinny nastąpić, aby udało się sprostać tym wyzwaniom?
Konieczne jest stosowanie nowych praktyk rolniczych i technologii upraw, które pozwolą m.in. zminimalizować skutki niekorzystnych warunków pogodowych, w tym zatrzymać wodę w glebie na okres jej niedoboru, jak również ograniczyć straty wody z gleby. Nowe praktyki i technologie uprawy są również niezbędne do redukcji śladu węglowego oraz wodnego produktów żywnościowych.
Na ile te procesy są zaawansowane? Jak nowe technologie mogą być wykorzystane w rolnictwie?
Produkcja dobrej jakościowo żywności z jak najniższym negatywnym wpływem rolnictwa na środowisko naturalne przy zapewnieniu opłacalności produkcji wymaga zastosowania nowych technologii, które przede wszystkim pozwolą pozyskiwać dane na temat przebiegu produkcji w gospodarstwie. Rolnikom potrzebne są technologie zbierające dane, które dostarczą informacji o aktualnych warunkach pogodowych nad danymi uprawami z jednoczesną prognozą pogody, informacji o stanie gleby i jej właściwościach oraz o bieżącej kondycji roślin. W produkcji zwierzęcej niezbędne są technologie dostarczające danych o warunkach panujących w budynkach inwentarskich i kondycji zwierząt. Poza tym rolnictwo potrzebuje technologii, które zautomatyzują szereg czynności i zabiegów w produkcji żywności a tym samym odciążą rolników w ich trudnej pracy. Nowe technologie w rolnictwie są potrzebne także z racji niedoboru w tym sektorze wykwalifikowanej siły roboczej.
Czy to znaczy, że rolnictwo czeka rewolucja technologiczna?
Rolnictwo już teraz korzysta z osiągnieć trzeciej rewolucji technologicznej (Przemysł 3.0), do jakich zalicza się automatyzację i komputeryzację. Rozwiązania z zakresu automatyki i informatyki znalazły zastosowanie w konstrukcji ciągników, maszyn i instalacji rolniczych. Jednak trzecia rewolucja technologiczna w rolnictwie (Rolnictwo 3.0), to przede wszystkim Rolnictwo Precyzyjne, czyli wykorzystanie technik satelitarnych do sterowania pracą ciągników i maszyn, zbierania danych dotyczących pól i upraw w postaci map przestrzennych oraz aplikowania nawozów, nasion i pestycydów w zmiennych dawkach dopasowanych do potrzeb roślin w danym obszarze pola.
Czy z tych możliwości korzystają także polscy rolnicy?
Rolnictwo Precyzyjne sukcesywnie rozwija się również w Polsce i coraz większa grupa polskich rolników nabywa rozwiązania bazujące na technikach satelitarnych. Dominują umożlwiające automatyczną jazdę ciągników i maszyn, ale rośnie zainteresowanie nawożeniem mineralnym i siewem w zmiennych dawkach.
Mówi się, że przemysł wszedł już fazę czwartej rewolucji technologicznej. Jak jest w przypadku branży rolnej?
Technologie, jakie znalazły zastosowanie w przemyśle wdrażane są również w sektorze rolnym. Przemysł 4.0 i Rolnictwo 4.0 to pokrewne terminy, z tym że odnoszące się do dwóch oddzielnych sektorów, które różni specyfika produkcji. To co je łączy to pojęcia: automatyzacja, cyfryzacja i robotyzacja. W obu koncepcjach zastosowanie znajdują podobne technologie i rozwiązania techniczne. Warto podkreślić, że podobnie jak w przemyśle pojęcie 4.0 odnosi się nie tylko do technologii, ale również i zmian w organizacji pracy i sposobu myślenia kadry zarządzającej przedsiębiorstwem. W koncepcji Rolnictwo 4.0 rolnik musi traktować swoje gospodarstwo jak przedsiębiorstwo generujące zyski, oczywiście z racjonalnym wykorzystaniem zasobów naturalnych (gleba, woda), z jakich korzysta. Powinien być też otwarty na zmiany rynkowe. Pomocne w tym celu okazują się rozwiązania dostarczające danych z różnych obszarów produkcji i działów gospodarstwa, które pozwolą na stosunkowo szybkie i skuteczne podejmowanie decyzji produkcyjnych i biznesowych. Dane – podobnie jak w przemyśle – są w rolnictwie cennym zasobem.
Które z najnowszych technologii najlepiej sprawdzają się w rolnictwie?
Rolnictwo jest obszarem, w którym wykorzystane mogą być różnorodne technologie, nawet takie jak rzeczywistość wirtualna czy rozszerzona. Do rozwiązań z zakresu 4.0, które najbardziej mogą upowszechnić się w rolnictwie należą urządzenia pomiarowe podłączone do Internetu Rzeczy (np. stacje pogodowe, czujniki umieszczone na polach, w szklarniach czy budynkach inwentarskich) zintegrowane z chmurą obliczeniową w której znajdują się programy klasy SCADA, MES, ERP umożliwiające monitorowanie procesów produkcyjnych, jak i zarzadzanie gospodarstwem. Za pomocą tych rozwiązań dane z urządzeń pomiarowych są dostępne również na urządzeniach mobilnych (smartfon, tablet). Dzięki temu rolnik ma wgląd do nich również będąc poza gospodarstwem. Z poziomu smartfonu czy tabletu może na odległość sterować urządzeniami jak np. instalacjami do nawadniania upraw.
Czy rozwiązania Internetu Rzeczy dla rolnictwa są już dostępne na polskim rynku?
Tak. Mają one zastosowanie w każdym profilu gospodarstwa aczkolwiek najbardziej rozwiązaniami IoT zainteresowani są sadownicy i plantatorzy warzyw. Małymi krokami, ale do rolnictwa wkracza również robotyka. Już od ponad dwóch dekad coraz bardziej popularne w polskich gospodarstwach rolnych są roboty do doju krów. Zastosowanie w polskim rolnictwie znajdują także automatyczne roboty do zadawania pasz. Do polskiego rolnictwa wkraczają już autonomiczne roboty polowe. Jedne z nich wykorzystywane są do pielenia upraw i siewu nasion. Inne konstrukcje to swego rodzaju alternatywa dla ciągników rolniczych. Mogą współpracować z szeroką paletą maszyn i wykonywać różnorodne zabiegi agrotechniczne. Podczas ostatniej wystawy rolniczej Agro Show w Bednarach niedaleko Poznania zaprezentowano pięć modeli autonomicznych robotów rolniczych. Badania testowe przechodzi robot rolniczy będący owocem polskiej myśli technicznej.
Ostatnio gorącym tematem jest sztuczna inteligencja. Czy wkroczyła już do tej branży?
Sztuczna inteligencja w rolnictwie to kolejny perspektywiczny trend. Przykładem zastosowania SI w rolnictwie są wirtualni asystenci znajdujący się komputerach pokładowych ciągników i kombajnów zbożowych. Algorytmy te podpowiadają operatorom jakich dokonać nastaw w ciągnikach i maszynach podczas pracy lub same ich dokonują korzystając z danych z czujników umieszczonych w maszynach. Ciągniki i kombajny z takimi asystentami są już dostępne w Polsce. Kolejne zastosowanie SI to analiza obrazu na potrzeby identyfikowania chwastów podczas zabiegów ochrony chemicznej. Systemy wizyjne z SI są na wyposażeniu nowej generacji opryskiwaczy. Sztuczna Inteligencja z pewnością znajdzie zastosowanie w informatycznych systemach jako narzędzie do analizy dużych zasobów danych pozyskiwanych z czujników umieszczonych na polu, w szklarni, w budynkach inwentarskich, na maszynach czy na zwierzętach.
Na ile nowe technologie mogą się sprawdzić w małych i średnich gospodarstwach?
Rozwiązania Rolnictwa 4.0 będą raczej domeną dużych gospodarstw. Niemniej są też rozwiązania dla tych małoobszarowych. To programy do zarządzania gospodarstwem w dostępnych cenach, jak i wgrywane na smartfon różnego rodzaju aplikacje np. do rozpoznawania chwastów, chorób i szkodników czy serwisy pogodowe. Część z tych aplikacji jest bezpłatna. Dla mniejszych gospodarstw dostępne są też mniej zaawansowane technicznie bądź skromniej wyposażone stacje pogodowe.
Jakie wymieniłby Pan najistotniejsze trendy we współczesnym rolnictwie światowym?
Najbardziej widocznym jest dalszy rozwój Rolnictwa Precyzyjnego. W ostatnich latach zauważa się coraz szersze wykorzystanie dronów w rolnictwie. Jak na razie przede wszystkim monitorują plantacje. Jednak bezzałogowe pojazdy latające mogą być wykorzystane do wykonywania tzw. oprysków lokalnych czyli miejscowego nanoszenia pestycydów na polu. Z zakresu technologii 4.0, jakie wchodzą do rolnictwa najprężniej rozwija się Internet Rzeczy. Ma on zastosowanie w monitorowaniu pól uprawnych, warunków w szklarniach, budynkach inwentarskich oraz stad zwierząt. Rozwojowym trendem w rolnictwie jest robotyka. Jak na razie oprócz robotów udojowych najprężniej do rolnictwa wkraczają roboty wykonujące siew i pielenie jak i pełniące rolę autonomicznych ciągników rolniczych. Z pewnością w najbliższej przyszłości gama robotów rolniczych zostanie poszerzona o autonomiczne maszyny do zbioru owoców w sadach jak i warzyw. Znaczenia w rolnictwie nabiera Big Data oraz rozwiązania umożliwiające analizę danych. Stąd coraz większe znaczenie Sztucznej Inteligencji.
Czy możemy powiedzieć, że polskie rolnictwo nadąża za światowym pod względem nowoczesności?
W każdym razie z pewnością sukcesywnie podąża w rozwoju za rolnictwem krajów zachodnich. Dotyczy to również Rolnictwa 4.0. Trendy, o których wspomniałem są dostrzegalne również i w naszym rolnictwie, które po integracji Polski ze strukturami Unii Europejskiej dokonało znacznego skoku technologicznego.
Dziękuję za rozmowę
