Firmy KP Labs oraz QZ Solutions, połączyły swoje siły dla stworzenia metod opartych na wykorzystaniu sztucznej inteligencji do zdalnego szacowania parametrów gleby, takich, jak zawartość potasu, magnezu, fosforu czy poziomu pH w glebie, za pomocą zdjęć satelitarnych. Wdrożona innowacja umożliwi redukcję czasu oczekiwania na wyniki z 3 tygodni do 4 dni.
Dlaczego techniki wspierające rolnictwo są takie ważne?
Według badań FAO (ang. Food and Agriculture Organization) do 2050 roku produkcja rolna będzie musiała wzrosnąć aż o 70%, aby zapewnić wystarczającą ilość żywności dla stale rosnącej liczby ludności. Jest to zależne w głównej mierze od parametrów gleby i odpowiedniej strategii nawożenia upraw. Aby zwiększyć liczbę plonów i utrzymać odpowiednią dynamikę rozwoju gospodarstwa potrzebne są narzędzia, których głównym celem będzie przetwarzanie informacji o parametrach glebowych z wyszczególnieniem najistotniejszych danych. Odpowiedzią na to staje się coraz bardziej popularne rolnictwo precyzyjne, czyli system zarządzania gospodarstwem, który poprzez wykorzystanie nowoczesnych technologii, pozwala na zwiększenie wydajności i optymalizację rentowności upraw.
“Dla podkreślenia znaczenia, jakie odkrycie naszych firm może wnieść w dalsze dzieje rolnictwa postanowiliśmy nazwać nasz projekt Genesis – czyli początek. Ma on stanowić punkt zwrotny w tradycyjnym podejściu do planowania upraw i stać się narzędziem, które w przyszłości zrewolucjonizuje tę gałąź gospodarki” – mówi Zbigniew Kawalec, dyrektor generalny QZ Solutions.
Współpraca z Europejską Agencją Kosmiczną
Zlecony przez Europejską Agencję Kosmiczną (ESA) projekt polega na przeprowadzeniu programu pilotażowego dotyczącego analizy gleby z wykorzystaniem danych hiperspektralnych. Rozdzielczość jaką uzyskuje się z próbek w przypadku danych z satelity (~30m/piksel) i danych lotniczych (~2m/piksel), pozwala na pozyskanie szczegółowych informacji, które są niezbędne do dalszej interpretacji. Tradycyjne podejście do monitorowania parametrów gleby jest całkowicie zależne od człowieka, ponieważ próbki gleby muszą być zbierane, mieszane i wysyłane do analizy, co zajmuje około 3 tygodni i jest bardzo pracochłonne. Porównując metodę tradycyjną z zaprezentowaną technologią, która znajdzie się na pokładzie Intuition-1, będzie można skrócić czas oczekiwania na wyniki do 4 dni, czego rezultatem będzie znaczne usprawnienie działań związanych z uprawą pól.
Pomysł wykorzystania obrazowania hiperspektralnego wspartego sztucznymi sieciami neuronowymi pozwoli na porównanie zebranego na miejscu materiału – metodą tradycyjną – z tym pozyskanym i przetworzonym zdalnie. Jeśli okaże się, że za sprawą wykorzystanej technologii, możliwe jest mapowanie parametrów takich, jak zawartość potasu, magnezu, fosforu czy poziomu pH w glebie, uruchomiony zostanie kolejny etap projektu. Będzie on odbywał się w przestrzeni kosmicznej, gdzie przetwarzanie danych nastąpi bezpośrednio na orbicie. Na pokładzie satelity Intuition-1, na przełomie 2022/2023 poza kamerą hiperspektralną, zaimplementowane zostaną algorytmy oraz jednostka przetwarzania danych Leopard. Są one najistotniejszymi elementami umożliwiającymi pozyskiwanie i selekcję danych w taki sposób, aby uchwycone i przesłane na Ziemię zostały tylko te informacje, które są kluczowe dla odbiorcy końcowego. Obecnie na rynku funkcjonują już systemy teledetekcji satelitarnej, których zdjęcia mogą być wykorzystywane w analizach rolniczych. Wyjątkowość satelity Intuition-1 polega na redukcji objętości zdjęć oraz automatycznej selekcji obiektów na pokładzie satelity, dzięki czemu skrócony jest czas i zmniejszony koszt przesyłu danych na Ziemię.
“Genesis nie tylko przyczyni się do rozwoju rolnictwa, ale również udowodni, że uczenie maszynowe może dostarczyć kluczowych informacji z surowych danych hiperspektralnych w wyspecjalizowanych aplikacjach – stanowiąc wielki krok w przyszłość rolnictwa.” mówi Michał Zachara, dyrektor operacyjny KP Labs.
Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej na temat misji Intuition-1 więcej informacji znajdziesz na stronie:
https://www.kplabs.pl/processing-of-hyperspectral-images-in-orbit-intuition-1/
Informacje na temat twórców projektu Genesis:
Firma QZ Solutions z Opola zajmuje się tworzeniem nowoczesnych rozwiązań technologicznych w branży rolnej. Jako firma IT działająca w branży rolniczej skupiamy się na zwiększaniu efektywności pracy i przede wszystkim zwiększaniu ekonomicznego wyniku finansowego klientów. Firma QZ skupia się na wykorzystaniu danych hiperspektralnych, które w połączeniu z algorytmami sztucznej inteligencji pozwalają na efektywną i szybką analizę dużych zbiorów danych.
KP Labs to innowacyjna firma New Space z siedzibą w Gliwicach, której misją jest przyspieszenie eksploracji kosmosu przez rozwój autonomicznych statków kosmicznych i technologii robotycznych. Doświadczenie KP Labs obejmuje m.in.: tworzenie oprogramowania pokładowego, urządzeń do obrazowania hiperspektralnego, algorytmów sztucznej inteligencji oraz wysokowydajnych komputerów. KP Labs opracowuje obecnie Smart Mission Ecosystem, składający się z algorytmów, oprogramowania i sprzętu satelitarnego, który pozwala ograniczyć czas i koszty operacyjne misji. Zatrudnia specjalistów z takich dziedzin jak: informatyka, uczenie maszynowe, elektronika, fizyka, mechanika, termika, automatyka, robotyka.
