Zemiaky, paradajky, ovocie, zelenina. Všetky tieto plodiny sú obľúbené a pre výživu ľudí dôležité, no na 90 percentách poľnohospodárskej pôdy sa pestujú iné plodiny. Viete, ktoré to sú? Správna odpoveď je sója, kukurica, pšenica, bavlna a ryža. Pestovanie týchto plodín je kvôli zmenám klímy čoraz ťažšie. Poľnohospodári sa musia každoročne vysporiadať so škodcami, ktorí sú odolnejší, novými druhmi plesní a burín, ktoré ničia úrodu. Navyše, ak obhospodarujú obrovské polia, prevencia a včasné ošetrenie úrody, pred tým, než bude neskoro, sú o to náročnejšie.
Poľnohospodárom vraj dokáže ušetriť státisíce eur ročne
Izraelský startup Taranis vyvinul platformu, ktorá má pomôcť poľnohospodárom pri ochrane plodín a zvýšení úrodnosti. Firma vyvinula špeciálny monitorovací systém, ktorý pomocou strojového učenia a umelej inteligencie dokáže predpovedať, že v najbližšom období môžu úrodu napadnúť škodcovia alebo pleseň. Ak sa tak už stalo, dokáže identifikovať oblasti na poliach, ktoré je potrebné ošetriť postrekom. Aplikovanie postrekov je v takýchto prípadoch cielené a nie celoplošné. Týmto spôsobom dokáže poľnohospodár ušetriť státisíce eur investovaných do ich nákupu.
Foto: Taranis
Monitorovací systém, ktorý startup ponúka, využíva nie len údaje z meteostaníc a predpovede počasia, ale aj informácie priamo z polí. Taranis zhotovil špeciálny modul so senzormi a kamerami, ktorý je možné pripevniť na práškovacie lietadlo, dron alebo helikoptéru. Následne pri lete nad poliami zachytáva vo vysokom rozlíšení snímky rastlín, ktoré neskôr firma analyzuje. Stovky terabajtov dát sú využité na zistenie, či rastliny neohrozujú škodcovia, plesne, buriny alebo nedostatok živín v pôde. Poľnohospodárovi následne firma doručí zoznam odporúčaní, na základe ktorých je možné vyhodnotiť, do ktorých miest je vhodné aplikovať postrek, hnojivo, či na ktorých miestach v poli je potrebné plodiny opätovne vysadiť.
Ayal Karmi, spoluzakladateľ firmy Taranis, v rozhovore detailnejšie popisuje, v čom je startup výnimočný.
Taranis využíva vlastné moduly s kamerami a senzormi, ktorými monitoruje obrovské polia. Prečo vám nestačia satelitné snímky?
Niektoré informácie sú bežne dostupné. Patria medzi ne aj satelitné snímky, ktoré môže získať a použiť ktokoľvek. V našom prípade sú užitočné len na odhalenie základných anomálií na poliach. Pri veľmi malom rozlíšení, na úrovni približne troch metrov na jeden pixel, je možné pozorovať len významné veci, ktoré sa na poli dejú, napríklad, že polovica úrody je zničená škodcami. To samozrejme ale nestačí. Ak by poľnohospodár o polovicu úrody prišiel, pravdepodobne by o tom vedel aj bez satelitných snímok.
V našej spoločnosti sme preto zhotovili špeciálnu foto jednotku, ktorú je možné pripojíť k rôznym prostriedkom – helikoptéram, dronom alebo k práškovacím lietadlám. Táto obsahuje mechanizmus na stabilizáciu pripojenej kamery, čo pre nás znamená, že vieme získať kvalitné fotografie vo veľmi vysokom rozlíšení (približne pol milimetra na jeden pixel). Vďaka tomu môžeme vidieť to, čo by inak videl len človek, ktorý by pole navštívil – škodcov, choroby na listoch alebo plesne.
Fotografie ale poľnohospodárom asi stačiť nebudú…
Je pravda, že fotografie sú skvelým zdrojom prvotných dát, no to samozrejme nestačí. Okrem fotiek získavame aj údaje z rôznych meteorologických senzorov z meteostaníc a takisto používame vlastnú aplikáciu, cez ktorú je možné po vizuálnej kontrole označovať miesta postihnuté chorobami. Funguje tu teda akási dvojitá kontrola. Pomáha nám takisto predpoveď počasia a naše vlastné biologické modely, ktoré sme vyvinuli s cieľom predpovedať najlepší čas na aplikovanie postrekov. Všetky tieto dáta vieme následne spojiť a vypočítať, kadiaľ by sa mal pohybovať traktor, aby postrekmi zničil všetkých škodcov.
Foto: Taranis
Znamená to, že poľnohospodár od vás dostane konkrétne tipy kedy, ako a ktorú časť poľa má postrekmi ošetriť?
Dám vám konkrétny príklad. Ak sa chce dnes farmár zbaviť nejakých škodcov alebo buriny, vyšle na pole traktor, ktorý ho rovnomerne postrieka. Tým ale nerieši podstatu problému, pretože niektoré časti poľa môžu byť postihnuté viac, niektoré menej, a iné vôbec. To, že mu povieme kedy a čo všetko má postriekať, pre neho znamená úsporu veľkého množstva postreku.
Mnoho farmárov ale už aj dnes postrekuje polia selektívne podľa toho, kde sa choroby vyskytli.
Čo dnes robia farmári? Spoliehajú sa na ľudí, ktorých vyšlú do polí aby zistili, kde sa nachádzajú škodcovia, plesne a prípadne či postreky boli účinné alebo je ich potrebné aplikovať znova. Vždy, keď je súčasťou tohto procesu človek, môže byť problémom spoľahlivosť a presnosť. Podľa jedného prieskumníka v poli môže byť na liste pleseň, podľa iného zas nie. Problémom je, že takýchto ľudí treba tiež zaplatiť. A áno, máte pravdu. Niektorí farmári používajú rôzne metódy, no väčšina z nich sa stále spolieha len na pero a papier. Sami sú si pritom vedomí toho, že človek nemá šancu skontrolovať každý lístok, ale len vzorku z určitej oblasti, ktorá nemusí byť reprezentatívna.
Spomínali ste, že pomocou vašej kamery dokážete nafotiť pole a úrodu vo vysokom rozlíšení. Netrvá to pridlho? Navyše takýchto dát musí byť veľké kvantum.
Jedna vec je množstvo dát, ktoré na analýzu potrebujeme, druhá vec je ako rýchlo ich vieme získať. Náš modul pripevnený k lietadlu, dronu alebo helikoptére dokáže zachytávať detailné snímky aj pri vysokej rýchlosti. Ak by sme nepoužili stabilizačnú jednotku, museli by sme sa pohybovať veľmi pomaly, inak by bol obraz rozostrený a pre potreby ďalšej analýzy nepoužívateľný. Zjednodušene možno povedať, že my prídeme na pole, nafotíme ho, a pomocou strojového učenia v priebehu niekoľkých dní odhalíme choroby, burinu a škodcov.
S akou rýchlosťou dokážete snímky zachytiť?
Ak je náš modul pripevnený k lietadlu, za hodinu letu zachytí snímky z 10-tisíc akrov. Keď sme začínali, situácia bola ale úplne iná. Využívali sme v podstate len rozšírenú predpoveď počasia, a vytvárali modely šírenia chorôb s cieľom predpovedať, kedy je najlepší čas na postreky. Následne sme začali spolupracovať s firmami, ktoré poskytujú satelitné snímky s cieľom identifikovať postihnuté miesta. Zistili sme ale, že to skrátka nestačí a musíme vidieť presne a vo vysokom rozlíšení, čo sa na poli nachádza.
Vtedy ste začali vyvíjať samostatnú foto jednotku?
Najprv sme si kúpili obyčajný dron (DJI Phantom), ktorý už kameru mal. Lietali sme s ním nad poliami a fotili ich. Hneď sme však zakopli. Keďže sme potrebovali veľmi vysoké rozlíšenie, museli sme lietať nízko a pomaly, rýchlosťou približne 5 kilometrov za hodinu (priemerná rýchlosť chôdze). Zistili sme, že takto vieme zachytiť maximálne 50 hektárov za deň. Ak potrebujete nafotiť pole s rozlohou 20-tisíc hektárov, pri takejto rýchlosti to nemáte šancu urobiť.
Prejdime ale k samotným fotografiám. Ak majú vysoké rozlíšenie, tak extrémne množstvo dát ešte musíte nejako spracovať a vyhodnotiť.
Je to presne tak. Zachytením snímok sa to celé ešte len začína. Ak už snímky zhotovíme, musíme ich dopraviť na miesto s vysokorýchlostným internetom a všetky ich odoslať na náš server. Aby ste boli v obraze, v priemere na server odosielame počas jedného prieskumu niekoľko stoviek gigabajtov dát. Väčšina farmárov bohužiaľ nemá k dispozícii vysokorýchlostný internet, preto tieto fotografie aj so súradnicami presunieme na disk a letecky ich prepravíme do väčšieho mesta v okolí, kde už rýchly internet môžeme využiť. Logistika je v našom prípade naozaj kľúčová. O celý proces zhotovenia, doručenia a spracovania snímok sa stará približne stovka ľudí v Izraeli a v krajinách, kde pôsobíme (Argentína, Brazília, Rusko, Spojené štáty, Kanada).
Koľko trvá spracovanie snímok a čo všetko z nich dokážete “vyčítať”?
Snímky vieme zanalyzovať v priebehu 72 hodín od ukončenia posledného letu. V priebehu sezóny uskutočňujeme 3 až 5 monitorovaní. Lety prebiehajú v niekoľkých fázach. Počas prvého letu máme za cieľ spočítať množstvo rastlín a odhaliť či plodiny stihli vyrásť alebo je potrebné ich znova zasadiť, v druhom sledujeme nedostatok živín a burinu, tretí a štvrtý má zas za cieľ odhaliť choroby a škodcov. Pri analýze využívame neurónové siete, ktoré sme natrénovali tak, aby dokázali spoľahlivo identifikovať choroby, škodcov, burinu alebo nedostatok živín v pôde.
Hovoríte najmä o veľkých poľnohospodároch. Tí malí pre vás nie sú zaujímaví?
Počítame najmä s veľmi veľkými poľnohospodármi, ktorí obhospodarujú obrovské polia, na ktorých pestujú plodiny, ktoré živia svetovú populáciu – teda sóju, kukuricu, pšenicu, bavlnu a ryžu. Pri takýchto plodinách farmári nemajú veľký zisk z jedného akra či hektára, o to dôležitejší je pre nich rozsah polí, ktoré obhospodarujú. Druhá vec je, že poplatok za našu službu je prepočítaný na jeden aker. Závisí síce od konkrétnej plodiny, ale cena je konečná. Najať a zaplatiť ľudí, ktorí by robili to isté, čo dokážeme urobiť my, by farmára stálo určite viac než suma, ktorú nám za jeden aker zaplatí. Navyše v takomto prípade sa nemusí starať o nič, len nám zabezpečiť prístup k jeho poliam.