Rolnictwo 4.0 – początek rewolucji? [RAPORT]

Zmiany w rolnictwie będą napędzane przez zwiększoną łączność i przepustowość transmisji danych z wykorzystaniem szybkiego Internetu. W nieodległej przyszłości na polskich polach będą pracować roboty, drony i urządzenia autonomiczne, które umożliwią zautomatyzowanie większości procesów.

Wzrośnie rola sztucznej inteligencji i uczenia maszynowego – wynika z raportu „Rolnictwo 4.0. Identyfikacja trendów technologicznych”, przygotowanego przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju.

Eksperci NCBR z Sekcji Analiz i Ewaluacji: Monika Kordowska, Michał Baranowski, Jolanta Pisarek, Zbysław Ziemacki oraz eksperci zewnętrzni Rafał Wawer i Tomasz Czech w najnowszym raporcie mierzą się z kwestią nowych technologii w obszarze rolnictwa. Szukają odpowiedzi m.in. na pytania:

• Czym charakteryzuje się działalność innowacyjna i badawczo-rozwojowa przedsiębiorstw z obszaru rolnictwa w Polsce?
• Jakie są największe wyzwania i trudności rolnictwa i agrobiznesu w naszym kraju w obliczu Rolnictwa 4.0?
• Co sprzyja wdrażaniu najnowszych technologii w gospodarstwach rolnych, a co ten proces hamuje?
• Co nas czeka w najbliższej przyszłości, czyli jakie są megatrendy technologiczne, trendy w kształceniu twórców i użytkowników technologii 4.0 w rolnictwie oraz trendy w patentowaniu?
• Jak spotęgować efekty i korzyści, które pociągają za sobą innowacje w rolnictwie?
• Jaka jest rola NCBR we wspieraniu projektów B+R w tej dziedzinie?

– W ostatnich latach, korzystając z Funduszy Europejskich i środków krajowych, Narodowe Centrum Badań i Rozwoju wspiera innowacyjne projekty m.in. z zakresu wytwarzania i przetwórstwa żywności, produkcji pasz i nawozów, weterynarii i hodowli zwierząt. Oprócz tego współfinansujemy przyszłościowe rozwiązania rolnictwa precyzyjnego, obejmujące cyfryzację sektora rolnego, wykorzystanie robotów oraz zaawansowaną automatykę. Raport „Rolnictwo 4.0” wskazuje, że właśnie w tym kierunku należy podążać, aby podnieść poziom technologiczny polskiego rolnictwa oraz wzmocnić jego konkurencyjność – mówi dr Jacek Orzeł, p.o. dyrektor Narodowego Centrum Badań i Rozwoju. – Zgadzam się również z tezą, że chcąc sprostać wyzwaniom w obszarze rolnictwa i agrobiznesu, trzeba się kierować z jednej strony troską o bezpieczeństwo żywnościowe Polek i Polaków oraz dostosowywaniem profilu produkcji gospodarstw rolnych do wymagań rynku. Z drugiej zaś strony należy tak planować zastosowania nowych technologii, aby były spójne ze strategią Europejskiego Zielonego Ładu, wymogami ochrony środowiska i klimatu – dodaje.

Sztuczna inteligencja na polu

Celem badania było przedstawienie trendów rozwojowych i perspektyw w zakresie Rolnictwa 4.0 oraz analiza polityki naukowo-technicznej i innowacyjnej państwa w tym obszarze.

Choć prowadzona w Polsce działalność innowacyjna i badawczo-rozwojowa przedsiębiorstw z obszaru Rolnictwa 4.0 charakteryzuje się stosunkowo niskimi nakładami finansowymi, to mamy spory potencjał w tym obszarze, diagnozują autorzy raportu. Intensywność nakładów na B+R ogółem (GERD) w rolnictwie – czyli relacja tego ile przeznaczono na badania i rozwój w dziedzinie nauk rolniczych i weterynaryjnych do produktu krajowego brutto – w 2020 roku osiągnęła wartość 0,06% PKB. Jednak należy zarazem wziąć pod uwagę, że Rolnictwo 4.0 stanowi składową Przemysłu 4.0, część technologii może mieć więc charakter uniwersalny i znajdować zastosowanie w innych obszarach. Oznacza to, że technologie opracowane pierwotnie dla innych zastosowań mogą zostać zaadaptowane i przystosowane do rozwiązań służących Rolnictwu 4.0. Z kolei w tych sektorach gospodarki, zauważają eksperci, nakłady na B+R są często znacznie większe, co uzupełnia lukę w obszarze finansowania innowacyjnych technologii przydatnych dla rolnictwa.

Mapa drogowa technologii przewiduje, że wszystkie zmiany technologiczne w rolnictwie będą napędzane przez zwiększoną łączność i przepustowość transmisji danych z wykorzystaniem szybkiego Internetu – sieci 5G, czytamy w raporcie. Przyczyni się to do zwiększenia wykorzystania czujników bezprzewodowych, a dane z czujników będą zbierane przy użyciu systemów big data, przez co digitalizacja procesów stanie się bardziej istotna. To z kolei umożliwi rozwój zintegrowanych systemów zarządzania gospodarstwem rolnym oraz ogniwem łańcucha dostaw. W przyszłości podstawowymi urządzeniami w rolnictwie będą również roboty, drony i urządzenia autonomiczne, które umożliwią zautomatyzowanie większości procesów. W tym zakresie kluczowymi technologiami są sztuczna inteligencja i uczenie maszynowe.

Polskie innowacje dla rolnictwa

Tego typu rozwiązania powstają także w Polsce. Mimo że nie dokonuje się to na masową skalę, to nasz kraj ma potencjał w obszarze innowacji rolniczych, o czym świadczą pojawiające się na rodzimym rynku innowacje polskich przedsiębiorców i naukowców, akcentują autorzy publikacji.

Część z nich jest efektem projektów realizowanych pod skrzydłami NCBR. Jak na przykład innowacyjny system monitoringu bydła mięsnego, oparty o lokalizację GPS, montowany na uchu zwierzęcia. Wyniki projektu, dofinansowanego ze środków Funduszy Europejskich w ramach Programu Inteligentny Rozwój, udoskonaliły produkt e-stado, czyli system monitorowania stada krów mlecznych. System opiera się na wykorzystaniu nowoczesnych technologii: biosensorów, sensorów oborowych i transmiterów radiowych, algorytmów sztucznej inteligencji, przetwarzania danych i bazy danych na serwerach w chmurze oraz Internetu rzeczy. Dostarcza hodowcy niezbędnych informacji o zdrowiu krów oraz ich cyklu rozrodu. Ponadto aplikacja służy do wysyłania powiadomień w przypadku zdarzeń krytycznych. Dostęp do systemu jest możliwy z dowolnego urządzenia z przeglądarką internetową.

Inny z przykładów umieszczonych w raporcie to projekt „Opracowanie innowacyjnej metody monitorowania stanu agrocenozy z wykorzystaniem teledetekcyjnego systemu wiatrakowca w aspekcie rolnictwa precyzyjnego” zgłoszony do NCBR w konkursie BIOSTRATEG. W jego efekcie członkowie konsorcjum naukowo-przemysłowego opracowali kompleksowe teledetekcyjne metody określania potrzeb zabiegów nawadniania, nawożenia oraz chemicznego zwalczania w kontekście wymagań i celów rolnictwa precyzyjnego. Teledetekcyjne badania lotnicze wykonywane są za pomocą kamery hiperspektralnej #HySpex, umieszczonej na pokładzie ultralekkiego statku powietrznego – wiatrakowca. Innowacja ta umożliwi ograniczenie kosztów pozyskiwania danych o stanie pola czy łąki, a dane te będą znacznie bardziej reprezentatywne od zbieranych tradycyjnymi metodami. Dodatkowo skalibrowany i zwalidowany system pozwoli na skorzystanie ze wszystkich zalet precyzyjnego rolnictwa, np. na dostosowanie dawek środków chemicznych do realnych potrzeb konkretnych lokalizacji na polu.

Jak wspierać rozwój Rolnictwa 4.0?

Eksperci NCBR podkreślają, że w polskim rolnictwie obserwujemy przemiany strukturalne oraz proces koncentracji zasobów produkcyjnych. Pozytywne zmiany dostrzegają wśród samych rolników, którzy są coraz lepiej wykształceni i interesują się nowymi technologiami. A te umożliwiają im wdrożenie nowych praktyk w gospodarstwach, poza zakresem, który dało się obsłużyć za pomocą dotychczasowej „analogowej” wiedzy i dobrze sprawdzonych metod. Zwiększa się nacisk na innowacje w dziedzinie sztucznej inteligencji, automatyzacji, robotyzacji oraz cyfryzacji – jako technologii o najniższym progu wejścia.

Autorzy raportu „Rolnictwo 4.0. Identyfikacja trendów technologicznych” nie mają wątpliwości, że w kontekście przyszłości ważne jest wspieranie i dzielenie się wiedzą, innowacjami oraz cyfryzacją w rolnictwie i na obszarach wiejskich. Dzięki temu zwiększa się szanse na dostosowanie profilu produkcji gospodarstw rolnych do wymagań rynku, ich specjalizację, zwiększenie wydajności oraz spełnienie licznych norm, w tym środowiskowych, określonych w krajowych i międzynarodowych dokumentach strategicznych.

Rekomendacje w zakresie ukierunkowania wsparcia rozwoju Rolnictwa 4.0 skierowane do podmiotów działających w tym obszarze dotyczą trzech głównych wymiarów. Pierwszy z nich to dostęp do wiedzy i edukacji, gdzie szczególnie istotne jest podnoszenie kwalifikacji i kompetencji cyfrowych poprzez włączanie tematyki technologii 4.0 do programów kształcenia dla pracowników sektora rolno-spożywczego, począwszy od najniższych poziomów edukacji, a także szerokie prezentowanie innowacyjnych rozwiązań i zapewnienie rolnikom eksperckiej wiedzy z tego zakresu, m.in. poprzez wykorzystanie systemu doradztwa rolniczego w regionach. Drugi ważny segment to infrastruktura technologiczna – tu wyzwaniem jest m.in. dopasowanie pod względem technicznym i ekonomicznym usług Rolnictwa 4.0 z uwzględnieniem struktury gospodarstw rolnych w Polsce. Trzeci aspekt, na który zwraca uwagę raport, to finansowanie działalności innowacyjnej, z naciskiem na budowanie warunków do dobrej współpracy przedsiębiorców z jednostkami naukowymi. Dla wzmocnienia szans rozwojowych polskiego rolnictwa eksperci uważają za ważne finansowanie zarówno innowacji przyrostowych, czyli takich, gdy produktowi, który już istnieje na rynku, nadaje się wartość dodaną, jak i przełomowych.

Raport jest współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego.