Savremeni svet oblikovan je tehnologijom koja ubrzano napreduje, a poljoprivreda nije izuzetak. Dr Marko Panić, naučni saradnik na Institutu BioSens, jasno ističe da tehnologija i veštačka inteligencija imaju ključnu ulogu u transformaciji poljoprivrede, omogućavajući efikasno upravljanje resursima, praćenje useva i unapređenje kvaliteta proizvodnje.

Dr Marko Panić je naučni saradnik u oblasti tehnološko-tehničkih nauka – informacionih tehnologija na institutu BioSens. Tema doktorata mu je vezana za razvoj algoritama za ubrzanu rekonstrukciju slika iz nepotunih merenja korišćenjem retke reprezentacije signala i statističkih Markovljevih slučajnih modela. Njegov pravac istraživanja obuhvata statističko modelovanje multidimenzionalnih podataka dobijenih sa različitih senzora.

Trenutno radi na analizi i obradi slika dobijenih sa hiperspektralnih i multispektralnih kamera korišćenjenem naprednih metoda mašinskog učenja sa primenom u proceni kvaliteta voća i povrća. Kao član tima BioSens ucestvovao je na Sindžentinom takmičenju “Izazovu za useve” koje rezltiralo osvajanjem prvog mesta. Aktivno je uključen u mnoge projekte iz poziva Horizont 2020, među kojima su Antares, Cybele, Dragon i Flexirobots, kao i u projekte sa kompanijama poput Krivaje, MK Agri i Delta Agrar.

„Kada je u pitanju poljoprivreda, dostupne su digitalne poljoprivredne platforme, kao što je na primer AgroSens,  gde korisnik ima mogućnost kontinuiranog nadgledanja svojih parcela na osnovu satelitskih snimaka i preciznih meteoroloških merenja, kao i vođenje dnevnika polja, preporuke za pametno đubrenje, mogućnost preciznijeg skeniranja parcele dronom, i još mnoge druge mogućnosti,” istakao je Panić.

BioSens je istraživačko-razvojni institut za informacione tehnologije biosistema. Osnovan 2015. godine, pionir je digitalne transformacije poljoprivrede u Srbiji. Istražujući naučne i tehnološke granice inovativne primene IT-a u poljoprivredi, Institut teži da srpskom, ali i svetskom poljoprivrednom sektoru pruži vrhunska digitalna rešenja kako bi se uz manje investicija ostvarili veći prinosi.

Ovaj institut u saradnji sa EU info kutkom Novi Sad otvara svoja vrata zainteresovanim posetiocima na događajima koji će do kraja 2023. godine biti realizovani u okviru tradicionalne Zelene serije koja je posvećena zaštiti životne sredine.

Prvi u nizu događaja bila je “Šetnja kroz budućnost” na kojoj su se posetioci upoznali sa Centrima BioSens instituta poput Centra za razvoj proizvoda, za inovacije i razvoj poslovanja kao i Centrom za informacione tehnologije.

„Šetnja kroz budućnost” omogućila nam je da zavirimo u korišćenje veštačke inteligencije u poljoprivredi, ali i kako hiperspektralne i multispektralne kamere pomažu u, na primer, prepoznavanju modrica na voću i povrću i pre nego što one izađu.

Na koji način tehnologija i veštačka inteligencija pomažu u poljoprivredi?

Dostupnost i razvoj modernih tehnologije doprinose pravovremenom i preciznom nadgledanju poljoprivredne proizvodnje. Napredni senzori, među kojima se ističu multispektralne kamere, koriste se za praćenje stanja useva na poljima, uslova u stajama za stoku i skladištima. U sprezi sa robotskom tehnologijom napredni senzori doprinose razvoju mašina koje omogućavaju automatizaciju setve, žetve, ili zaštite poljoprivrednih kultura kao i upravljanje stokom. Ti uređaji kreiraju veliku količinu podataka, često i u realnom vremenu, i na osnovu njihove analize i obrade korišćenjem metoda veštačke inteligencije, moguće je predvideti različite scenarije koji pomažu u optimizaciji poljoprivrednih praksi i samim tim, doprineti uštedama u proizvodnji.

Takođe, metodama veštačke inteligencije ubrzava se razvoj novih sorti koje su otpornije na bolesti, prilagodljivije na klimatske promene i obezbeđuju veće prinose, i postiže se bolja optimizacija u čitavom proizvodnom lancu.

Da li nam upotreba veštačke inteligencije u poljoprivredi pomaže da proizvedemo zdravije plodove, bez, na primer, puno pesticida?

Korišćenjem algoritama veštačke inteligencije nad prikupljenim podacima sa naprednih senzora postiže se optimalnija primena pesticida. Prvenstveno, kontinuiranim nadgledanjem useva omogućava se preventivno i pravovremeno delovanje u početnim fazama pojave bolesti i napada štetočina, što svakako već u prvom koraku smanjuje upotrebu pesticida. Automatizovanim robotskim platformama na polju primenjuje se ciljano, na odabranim područjima, tretiranje pesticidima.

Daljim edukacijama poljoprivrednika moguće je integrisati i organske metode koje, na osnovu ekoloških metoda kontrole bolesti ili štetočina, zahtevaju smanjenu upotrebu pesticida i time doprinose ekološki prihvatljivijem načinu poljoprivredne proizvodnje.

Koliko primena veštačke inteligencije u poljoprivredi doprinosi uštedi kada je u pitanju proizvodnja određenih poljoprivrednih dobara?

Upravljanje poljoprivrednim gazdinstvom koje uključuje i koristi benefite automatizacije i primene vestačke inteligencije može da ostvari uštede u nekoliko pravaca – smanjenje upotrebe ljudske radne snage na teškim poslovima u polju, omogućava se pravovremeno delovanje ukoliko dođe do pojave određene bolesti ili štete na usevu, primena varijabilnog i optimalnog korišćenja đubriva i tretmana na osnovu varijabilnosti zemljišta i stanja useva itd. Objedinjujući sve ove korake, moguće je ostvariti uštede u proizvodnji poljoprivrednih dobara.

Kao što smo već naveli, naučni saradnik na Institutu BioSens dr Marko Panić trenutno se fokusira na analize i obrade slika dobijenih sa hiperspektralnih i multispektralnih kamera.

Hiperspektralna kamera je napredan optički uređaj koji se najčešće koristi za snimanje vidljivog, ali i golim okom nevidljivog, infracrvenog dela spektra. Zahvaljujući ovim karakteristikama, za svaku tačku (piksel) u slici se dobija izuzetno informativan spektralni profil koji se može koristiti za analizu površinskih svojstava i identifikaciju hemijskog sastava materijala. Hiperspektralne kamere se primenjuju u raznim oblastima kao što su geologija, medicina i poljoprivreda.

Kako se hiperspektralne kamere primenjuju u poljoprivredi?

Hiperspektralne kamere imaju široku primenu u poljoprivredi za poboljšanje upravljanja usevima i zemljištem. Koriste se za nadgledanje zdravlja biljaka i ranu detekciju bolesti, stresa i prisustva štetočina putem analize spektralnih karakteristika lista. Ove kamere se mogu upotrebiti i za analizu kvaliteta zemljišta i postupka navodnjavanja, što poljoprivrednicima pomaže da donesu optimalne odluke o upotrebi vode i đubriva, čime se povećava efikasnost poljoprivredne proizvodnje i smanjuje negativan uticaj na životnu sredinu. Hiperspektralno snimanje može se koristiti i nakon završetka berbe, kako bi se poboljšalo upravljanje transportom i skladištenjem, jer doprinosi preciznoj proceni kvaliteta i trajnosti plodova ili semena.

Da li možemo da napravimo poređenje – koliko se hiperspektralne kamere već koriste u Evropskoj uniji, a koliko kod nas?

U EU postoji dosta laboratorija sa naprednom opremom za fenotipizaciju biljaka u kontrolisanim uslovima, koja pored RGB kamera obuhvata hiperspektralnu, fluorescentnu, termalnu i 3D kameru. Naučno-razvojni instituti u Holandiji i Francuskoj prednjače u kreiranju eksperimenata u kontrolisanim uslovima u staklenicima, gde se korisiti pomenuta oprema za fenotipizaciju biljaka. Kod nas je više fokus na fenotipizaciji ratarskih kultura, korisćenjem dronova sa multispektralnim kamerama. U  eksperimentalnim ogledima u polju,  na kojima sarađujemo sa istraživačima iz Instituta Zemun Polje i NS seme, nadgleda se stanje useva korišćenjem multispektralnih slika dobijenih sa drona i procenjuje se otpornost biljaka na stres. Verujemo da će ova oprema proširiti istraživačke mogućnosti Instituta BioSens i da će doprineti boljoj saradnji sa ostalim naučnim institucijama, kojima je jedan od mogućih fokusa istraživanje u oblasti fenotipizacije biljaka.

Laboratorija za fenotipizaciju na Insitutu BioSens pomaže u razumevanju stanja biljaka kroz različite fenološke faze njihovog razvoja. Time se preciznije stiče uvid u reakciju biljaka na razne vrste stresa kojima su izložene, i doprinosi se donošenju optimalnijih odluka vezanih za navodnjavanje, đubrenje i tretmane zaštite tokom procesa njihove proizvodnje.

Kako će istraživanja koja se vrše u Laboratoriji za fenotipizaciju Insituta BioSens doprineti unapređenju u proizvodnji biljnih kultura?

Identifikacija otpornosti na stres:  Laboratorije za fenotipizaciju omogućavaju detaljno praćenje kako biljke reaguju na stresne uslove poput suše, bolesti ili štetočina. Kako se klimatski uslovi menjaju, ovakve laboratorije pomažu u razvoju biljnih sorti koje su prilagođene novim uslovima, kao što su više temperature ili promenjeni obrasci padavina. Ovo pomaže identifikaciji genotipova koji su otporniji i omogućava razvoj sorti koje bolje podnose takve uslove.

Precizno merenje karakteristika biljaka kao što su visina, prinos, brzina rasta, i kvalitet plodova omogućava odabir najboljih genotipova za konkretne uslove gajenja, što dovodi do veće produktivnosti i efikasnosti u poljoprivredi.

Brže selekcije: Tradicionalno, uzgoj biljnih sorti može potrajati godinama. Međutim, fenotipska analiza može ubrzati ovaj proces, jer omogućava brže prepoznavanje željenih karakteristika i selekciju najboljih biljaka za dalji uzgoj.

Identifikacija biljnih sorti koje su manje podložne bolestima i štetočinama može smanjiti potrebu za pesticidima. Takođe, optimizacija upotrebe đubriva na osnovu fenotipskih podataka može smanjiti negativni uticaj poljoprivrede na okolinu.

Dakle, laboratorije za fenotipizaciju omogućavaju precizno i efikasno proučavanje biljaka, što pomaže u razvoju boljih sorti i tehnika gajenja, doprinoseći na taj način unapređenju proizvodnje biljnih kultura i održivosti poljoprivrede.

Tehnološki napredak u poljoprivredi, predstavljen kroz BioSens Institut, ključan je za modernizaciju agrarnog sektora. Integracija tehnologije i veštačke inteligencije u praćenje, analizu i optimizaciju poljoprivrednih procesa pruža ne samo efikasnost već i održivost u proizvodnji. Kroz upotrebu alata poput hiperspektralnih kamera, BioSens doprinosi bržem razvoju otpornijih biljnih sorti, stvarajući temelje za bolje upravljanje resursima, smanjenje upotrebe pesticida i unapređenje kvaliteta proizvodnje. Nastavak ovakvih inovacija i saradnja sličnih instituta doprinose stvaranju održive, produktivne i pametne poljoprivrede koja odražava budućnost.