Klimatske promjene, globalni rast stanovništva i sve manje neobradivih površina koje se mogu pretvoriti u obradive potaknuli su potragu za novim rješenjima i inovativnim pristupom u zaštiti i poboljšanju prinosa usjeva i nasada. Moguća rješenja su umjetna inteligencija i strojno učenje. Upravo o primjeni ovih dviju tehnologija u poljoprivredi govorio je nedavno Darko Gebaei, tehnički direktor tvrtke Agrivi, na Meetupu posvećenom umjetnoj inteligenciji.
Agrivi je startup kojeg je 2013. pokrenuo Matija Žulj s vizijom da iz korijena promijeni današnji način proizvodnje hrane. Napustio je korporativni posao i osnovao startup motiviran željom da promijeni nešto u svijetu u kojem otprilike svaki deveti stanovnik gladuje, a istovremeno se ogromne količine proizvedene hrane bacaju prije nego što dođu do krajnjeg potrošača. Kako bi stekao praktično iskustvo, posadio je plantažu borovnica koju je neko vrijeme vodio.
Agrivi je relativno brzo zapažen na međunarodnoj startup sceni. Već 2014. osvojili su prvo mjesto na svjetskom natjecanju startupa u Južnoj Koreji. Uslijedilo je još nekoliko nagrada, a u posljednjem kvartalu prošle godine Financial Times i Google uvrstili su Matiju Žulja među vodećih 100 inovatora u regiji Srednje i Istočne Europe. Agrivi je privukao i neke investitore, a korisnike ima u 150 zemalja.
Darko Gebaei i sam potječe iz obitelji koja se bavi poljoprivredom, a prije pet i pol godina počeo je raditi u Agriviju kao developer. Sada je tehnički direktor i vođa tima.
Projekcije o potrošnji i proizvodnji hrane ukazuju da bismo u idućih trideset godina proizvodnju hrane morali podići 50 do 60 posto, kaže tehnički direktor Agrivija te pojašnjava u čemu je problem: “U posljednjih 50 godina, 75 posto povećane proizvodnje hrane generiralo se pretvaranjem neobradivog zemljišta u obradivo. No, neobradiva površina koja nam je danas na raspolaganju u idućih 50 godina može nam donijeti jedva pet posto rasta“.
“Jedini način da ostvarimo potreban rast proizvodnje hrane je povećanje produktivnosti, kako bismo dobili maksimum iz resursa koji su nam na raspolaganju. Potražnja za hranom raste. Poljoprivrednici ne mogu isporučiti dovoljne količine i posljedica toga je da se ulazni trošak proizvodnje povećava. To najviše pogađa najmanje proizvođače.“
Omogućiti malima pristup znanju i tehnologijama
Velikih proizvođača hrane u Svijetu je samo dva posto, a 98 posto su mali proizvođači, no oni proizvedu svega 56 posto svjetske proizvodnje. Mali proizvođači su u podređenom položaju jer nemaju pristup tehnologiji, znanjima, financijama – sve što veliki imaju. Agrivi radi na tome da im omogući pristup znanju i novim tehnologijama. “Primarno nam je podići razinu njihova znanja i s minimalnom investicijom doprinijeti povećanju prinosa. Ako svakom malom proizvođaču samo malo podignemo produktivnost, učinak će biti značajan“, kaže Gebaei.
Poljoprivreda je jednogodišnji ciklus i svaka sezona traži investicije u sjeme, gnojivo, pesticide, gorivo, radnu snagu… A nikad ne možete biti sigurni hoće li vam se investicija isplatiti ili će vas gurnuti u dugove. Na uspjeh utječe niz parametara, od vrste sjemena i tla, vremenskih uvjeta… Na neke možete, a na neke ne možete utjecati. Ali možete prevenirati moguću štetu. Samo na zakašnjeloj i neoptimalnoj zaštiti gubi se oko 30 posto svjetskog uroda. “Kada bismo to bar malo poboljšali, doprinijeli bismo višim prinosima u konačnici“, naglašava Darko Gebaei.
Kada je Agrivi prije pet-šest godina krenuo u razvoj svog sustava, pravih rješenja za farmere nije bilo. Postojala su neka tradicionalna rješenje koja nisu bila prilagođena korisnicima u poljoprivredi. A farmeri starije generacije uglavnom su se držali ustaljenih, poznatih praksi i zazirali su od prihvaćanja novih tehnika ili pokušaja s drugim kulturama.
Smjena generacija
Na ruku Agriviju i njihovom pristupu išla je smjena generacija u poljoprivredi. “Uključuje se dosta mladih. Vješti su s tehnologijama i svjesni da je poljoprivreda biznis“, objašnjava tehnički direktor Agrivija. “A upravo je naše rješenje alat koji će im omogućiti da odluke više ne donose na temelju osjećaja nego na temelju stvarnih podataka.“
To je centralni sustav za vođenje svih procesa u poljoprivredi, od upravljanja nasadima i usjevima, vremenske prognoze i detektiranja štetnika, upravljanja financijama, resursima i zalihama, do izrade analiza i izvještaja. U idealnom slučaju sustav zna sve o vašem polju i proizvodnji: kakav je sastav tla, vremenski uvjeti, koliko ste gnojiva dodali, nalaze li se u polju nekakvi štetnici i gdje… Rješenje su razvili kroz konzultacije s poljoprivrednicima i agronomima te na temelju vlastitog iskustva.
“Količina podataka u poljoprivredi veća je nego ikad. Svako polje može imati nekoliko IoT uređaja koji će konstanto očitavati i slati podatke od stanju tla, klimi… Dostupne su satelitske snimke i dronovi koji vam pomoću spektralnih analiza daju detaljan uvid u ono što se dešava na poljima, od kemijskog sastava do smještaja štetočina unutar polja. Tu ogromnu količinu podataka treba interpretirati. To je prezahtjevno za čovjeka. Ali naše rješenje, zovemo ga Digital Agronomy Service, pružit će korisnicima informacije na temelju dostupnih podataka u jednostavnom, razumljivom i primjenjivom obliku.“
Gebaei ističe kako su poljoprivrednici danas digitalno obrazovaniji, imaju pametne telefone i druge uređaje putem kojih im se to znanje može isporučiti na lako dostupan način. “U tome vidimo ključ za dostizanje 60-postotnog povećanja proizvodnje hrane i način kako bismo mogli smanjiti glad.”
Statičku bazu razviti u samoučeću
Dodaje da Agrivi danas ima vjerojatno najveću bazu online znanja poljoprivrednih procesa za 150 kultura. U njoj su, korak po korak, razrađene aktivnosti koje farmer mora provesti da bi ostvario optimalan prinos na svojim poljima.
“Problem je što ti podaci nisu uvijek potpuni. Zato su nam važni agronomi, oni su od samog početka u našem timu, koji mogu pojednostavniti neke stvari u tom procesu ili objasniti kako stvari u poljoprivredi funkcioniraju. Bez njih ne bismo mogli razlučiti bitno niti organizirati setove podataka.“
Kada se ulogira u svoj korisnički račun, poljoprivrednik odabere kulturu koju uzgaja te dobije naputke kako da uzgaja svoje usjeve. To je znanje koje je prikupljeno iz knjiga, istraživanja i testiranja. “Ali stvari se mijenjaju“, upozorava Darko, “Klima se mijenja iz dana u dan, svakog mjeseca tvrtke izdaju nova gnojiva i pesticide, pojavljuju se novi štetnici. Poljoprivreda je dinamičan sustav.“
Kad bi agronomi sami obilazili ljude na terenu i poučavali ih o preporučenim praksama, farmeri ne bi dobili kompletan uvid. Bilo bi presporo s obzirom na brzinu promjena.
“Upravo tu vidimo mogućnost za implementaciju i iskorištavanje umjetne inteligencije. Prva faza bila nam je napraviti statičku bazu znanja, a sljedeća faza je nadzirano učenje, razvoj sustava kroz preporuke dobivene implementacijom strojnog učenja. Naša vizija je da iz statičke baze znanja utemeljene na ekspertnom znanju, odnosno agronomskim preporukama i praksama, stvorimo dinamičku bazu znanja odnosno samoučeći algoritam, sustav koji će na temelju podataka prikupljenih u stvarnom vremenu, kroz uparivanje s najboljim praksama u postojećoj bazi znanja, sam generirati personalizirane preporuke poljoprivrednicima“, razlaže Darko.
Suradnja s FER-om
Druga faza razvija se u suradnji s Fakultetom elektrotehnike i računarstva Sveučilišta u Zagrebu (FER). Projekt je službeno počeo u ožujku. Traže se i testiraju različiti modeli i pristupi u primjeni strojnog učenja i umjetne inteligencije.
“Ideja je na primjeru proizvodnje krumpira dokazati kolika je iskoristivost primjene strojnog učenja u jednom tako dinamičnom okruženju kao što je proizvodnja hrane.“
Fokus u razvoju algoritma će biti na optimizaciji količina, načina i vremena primjene gnojiva, zaštitnih sredstava i navodnjavanja. Predviđeno trajanje istraživanja i razvoja je tri godine, a ukupna vrijednost projekta iznosi 8,48 milijuna kuna, od čega 6,35 milijuna kuna iznosi bespovratna potpora.
“U pilot projektu“, objašnjavati Gebaei, “fokusirali smo se na jednu kulturu, krumpir, kako bismo pokušali što je moguće više suziti raspon varijabli. U Hrvatskoj imamo dobru bazu proizvođača krumpira kod kojih ćemo postaviti vremenske stanice sa senzorima. One će nam biti baza za izgradnju sustava. Nakon nekoliko iteracija moći ćemo usporediti što se dešava s poljoprivrednicima koji su u pilotu i koriste sustav Agrivi Smart naspram onih koji nisu. Sljedeći korak je testiranje u drugim klimatskim uvjetima i na drugim kulturama“.
“Ono što je dobro za nas jest da smo od starta razvijali cjelovito rješenje. Prodavali smo ga globalno, imamo korisnike u više od 150 zemalja, tako da, nakon što potvrdimo ispravnost sustava na nekoliko područja i kultura, nadograđeni proizvod može odmah ići na tržište“, zaključuje Darko Gebaei, tehnički direktor Agrivija.
