Świat potrzebuje coraz więcej żywności. Aby temu sprostać, trzeba zmienić to, co uprawiamy i jak to uprawiamy. Dlatego laboratorium X firmy Alphabet powołało do życia projekt Mineral
Niewielkie pojazdy typu buggy przemierzają pola uprawne grządka po grządce. „Wiszą” ponad roślinami, aby ich nie uszkodzić. Ich celem nie są zbiory. To znaczy tak – zbiory – ale danych. Głównym zadaniem prototypowych robotów agrarnych laboratorium X firmy Alphabet (spółki-matki Google’a) jest zgromadzenie jak największej ilości danych o samych roślinach, etapach ich rozwoju oraz problemach związanych ze wzrostem. Cel dalekosiężny? Pomóc rolnikom zwiększyć plony.
„Nasz projekt rozpoczął się od spostrzeżenia, że aby uprawiać żywność w sposób zrównoważony w skali globalnej, potrzebne będą nowe narzędzia do zarządzania zdumiewającą złożonością rolnictwa” – tłumaczy na blogu X dr Elliot Grant, jeden z badaczy prowadzących projekt Mineral. – „Wraz z ekspertami w tej dziedzinie opracowywaliśmy i testowaliśmy szereg prototypów oprogramowania i sprzętu w oparciu o przełomowe osiągnięcia w dziedzinie sztucznej inteligencji, symulacji, czujników, robotyki i nie tylko. Od pól truskawek w Kalifornii po pola soi w Illinois uczyliśmy się o uprawach od kiełkowania po zbiory, dzięki czemu możemy znaleźć nowe sposoby, aby pomóc hodowcom i hodowcom zrozumieć, jak rośliny rosną i wchodzą w interakcję ze środowiskiem” – tłumaczy.
Wózek-robot wyposażony jest w kamery wideo i specjalne sensory umożliwiające ocenę każdej rośliny na każdym etapie jej rozwoju. Może zrobić zdjęcie i zmierzyć wielkość zarówno całej rośliny, jak i poszczególnych liści, owoców czy nawet ziaren. Dane przekazuje bezpośrednio do centrum badań w celu analizy za pomocą oprogramowania wykorzystującego uczenie maszynowe. System przetwarza informacje pod kątem wsparcia, jakie może dać rolnikom, tak aby produkcja była jeszcze bardziej wydajna, a zagrożenie suszą czy chorobami – zminimalizowane.
Nasz projekt rozpoczął się od spostrzeżenia, że aby uprawiać żywność w sposób zrównoważony w skali globalnej, potrzebne będą nowe narzędzia do zarządzania zdumiewającą złożonością rolnictwa
dr Elliot Grant
Model sztucznej inteligencji opracowany przez naukowców z Alphabet pozwala na identyfikację i zliczanie nawet poszczególnych ziaren soi w strąkach. Tak szczegółowe informacje komputer łączy z danymi o pogodzie i warunkach glebowych, co pozwala rolnikom na oparte na wiedzy wdrażanie bardziej złożonych technik upraw czy testowanie nowych odmian roślin.
Dzięki projektowi Mineral jest szansa na pozyskanie danych, o których do tej pory rolnicy i producenci żywności na całym świecie mogli tylko pomarzyć. Wyobraźmy sobie, co by było, gdyby każdą roślinę można było monitorować i podawać jej dokładnie takie składniki odżywcze, jakich potrzebuje? Technologia taka mogłaby też pomóc poznać genetyczne i środowiskowe czynniki wpływające na plony, dopasować odmianę upraw do gleby, w której rosną, w celu uzyskania optymalnej trwałości roślin. To oczywiście na razie tylko plany, na wiele pytań naukowcy dopiero szukają odpowiedzi, ale patrzą optymistycznie w przyszłość.
Na razie projekt jest na etapie rozwoju, ale – jak zapewnia Grant – potrzeba wdrożenia tego typu rozwiązań jest paląca.
„System rolniczy zoptymalizowany pod kątem produktywności wiąże się z ryzykiem. Brak różnorodności upraw sprawia, że zaopatrzenie w żywność jest podatne na wstrząsy powodowane przez szkodniki, choroby i zmiany klimatyczne” – przestrzega. – „Z 30 tysięcy gatunków roślin jadalnych tylko dziewięć stanowi 75 procent naszego pożywienia. Intensywna uprawa niewielkiej liczby odmian zmniejsza różnorodność mikrobiomu gleby, jej zdolność do magazynowania węgla i często wymaga środków chemicznych do zwalczania chwastów i szkodników. Czy można by stworzyć bardziej odporny i produktywny system żywnościowy bez tych kompromisów?” – zastanawia się ekspert.
Zrozumienie cech genetycznych roślin poprzez analizę ich wzrostu będzie kluczowym aspektem walki o przyszłości planety. Zmiany klimatyczne na świecie, klęski żywiołowe, wzrost liczby ludności… To wszystko sprawia, że w najbliższych dziesięcioleciach możemy mieć problem z produkcją żywności, jeśli nadal będzie ona oparta na sztywnych zasadach do tej pory stosowanych przez rolników (czy koncerny rolnicze). Wiedza, jaką przynoszą dane pozyskane z pól uprawnych, pozwoli być może na znalezienie lepszych modeli hodowli roślin, a tym samym zapobiegnie kolejnym poważnym kryzysom na świecie.