Έξυπνες εφαρμογές στον τομέα της Γεωργίας Ακριβείας (Precision Agriculture)

 Έξυπνες εφαρμογές στον τομέα της Γεωργίας Ακριβείας (Precision Agriculture)

Η γεωργία ακριβείας στοχεύει στην αύξηση της αγροτικής παραγωγής και στη βελτίωση της ποιότητας των προϊόντων. Αποτελεί μια νέα μέθοδο γεωργικής πρακτικής, που συλλέγει και αξιοποιεί πληροφορίες προκειμένου να μεγιστοποιήσει την αποδοτικότητα των φυσικών και μη φυσικών πόρων που εισέρχονται στο χωράφι, αλλά και να ελαχιστοποιήσει τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις της παραγωγικής διαδικασίας.

Στο πλαίσιο του Προγράμματος Διάχυτης Νοημοσύνης του ΙΠ-ΙΤΕ, έχουν υλοποιηθεί δύο εφαρμογές γεωργίας ακριβείας:

Α. Έξυπνο θερμοκήπιο

Πρόκειται για ένα πρωτότυπο θερμοκήπιο μικρής κλίμακας που έχει αναπτυχθεί σε πειραματικό πλαίσιο και ενσωματώνει τις απαιτούμενες τεχνολογίες για τη δημιουργία ενός έξυπνου χώρου καλλιέργειας. Το θερμοκήπιο έχει κατασκευαστεί από πολυκαρβονικά φύλλα και έχει εξοπλιστεί με ένα δίκτυο αισθητήρων και αυτοματισμών με στόχο την παρακολούθηση των περιβαλλοντικών συνθηκών μέσα και έξω από αυτό (π.χ. θερμοκρασία-υγρασία εδάφους, αέρα, επίπεδο ηλιακής ακτινοβολίας, καιρικές συνθήκες), καθώς και άλλων παραμέτρων ανάπτυξης κηπευτικών (π.χ. βάρος αναπτυσσόμενου καρπού). Παράλληλα, παρέχεται η δυνατότητα απομακρυσμένου ελέγχου και ρύθμισης των περιβαλλοντικών παραμέτρων μέσω αυτοματισμών στην άρδευση, το παράθυρο οροφής, τον ανεμιστήρα, την υδρονέφωση και τους λαμπτήρες ανάπτυξης φυτών (Εικόνα 1).

Εικόνα 1: Κατάλληλα σχεδιασμένες εφαρμογές για σταθερούς υπολογιστές και φορητές συσκευές επιτρέπουν τον απομακρυσμένο έλεγχο και ρύθμιση των συνθηκών που επικρατούν στο θερμοκήπιο.

Το σύστημα υποστηρίζει τη δημιουργία γεωπονικών σεναρίων ανάπτυξης των κηπευτικών, αξιοποιώντας μια κεντρική βάση δεδομένων για την αποθήκευση και επεξεργασία όλων των δεδομένων, καθώς και σχετικές εφαρμογές που έχουν υλοποιηθεί και απευθύνονται στον διαχειριστή ή σε άλλες κατηγορίες χρηστών.

Σημειώνεται ότι τα γεωπονικά σενάρια είναι ένα σύνολο ροών δραστηριότητας, που ρυθμίζουν κατάλληλα τις περιβαλλοντικές παραμέτρους που παρακολουθούνται στην εκάστοτε θερμοκηπιακή εγκατάσταση, με στόχο την ιδανική ανάπτυξη κάθε είδους φυτού που αυτή περιλαμβάνει. Παράλληλα, τα σενάρια έχουν τη δυνατότητα, μέσα από κατάλληλες τεχνικές τεχνητής νοημοσύνης, να εντοπίζουν απροσδόκητες αλλαγές στο μικροκλίμα του θερμοκηπίου και να προβλέπουν την πιθανή ύπαρξη κοινών προβλημάτων, όπως για παράδειγμα ασθένειες ή τεχνικές δυσλειτουργίες.

Τέλος, έχει αναπτυχθεί εφαρμογή επαυξημένης πραγματικότητας (Augmented Reality) (Εικόνα 2) με χρήση φορητών συσκευών, που σε συνδυασμό με διαδραστικά πολυμεσικά συστήματα (tablets και φωτεινές / ηχητικές ενδείξεις) εγκατεστημένα εντός του θερμοκηπίου, συμπληρώνουν το παζλ της αλληλεπίδρασης των χρηστών με το περιβάλλον.

Εικόνα 2: Η εφαρμογή επαυξημένης πραγματικότητας για φορητές συσκευές επιτρέπει στους χρήστες να έχουν πρόσβαση σε πληθώρα πληροφοριών και να εκτελούν άμεσα ενέργειες ενώ βρίσκονται μέσα στο θερμοκήπιο.

Β. Έξυπνο σπορείο

Το έξυπνο σπορείο αποτελεί το πρόδρομο σύστημα του έξυπνου θερμοκηπίου. Απαρτίζεται από έναν ειδικά διαμορφωμένο πάγκο εξοπλισμένο με ένα ρομποτικό σύστημα (Εικόνα 3) και ένα δίκτυο μικροεπεξεργαστών και αισθητήρων. Το ρομποτικό σύστημα εκτελεί λειτουργίες, όπως φύτευση κηπευτικών σπόρων, άρδευση ακριβείας σε κάθε γλαστράκι σποράς, καθώς και υπολογισμό του ύψους των αναπτυσσόμενων νεαρών φυτών για όσο διάστημα διαρκεί η ανάπτυξή τους, από τη σπορά μέχρι τη μεταφύτευσή τους στο θερμοκήπιο. Το σύστημα συμπληρώνεται από αισθητήρες μέτρησης περιβαλλοντικών παραμέτρων για την ανάπτυξη των σποροφύτων, όπως η υγρασία και η θερμοκρασία, ενώ παράλληλα παρέχεται η δυνατότητα απομακρυσμένου ελέγχου των παραπάνω λειτουργιών από τους διαχειριστές του συστήματος.

Οι δυο αυτές εφαρμογές καλύπτουν όλο το φάσμα της καλλιέργειας, αξιοποιώντας τις πλέον σύγχρονες τεχνολογίες Διάχυτης Νοημοσύνης με σκοπό την κατά το δυνατόν αρμονικότερη συνέργεια και αλληλεπίδραση μεταξύ Ανθρώπου και Έξυπνου Περιβάλλοντος στον ευαίσθητο τομέα της αγροδιατροφής.

Αναμφισβήτητα, η αξιοποίηση προηγμένων τεχνολογιών συντελεί στην αύξηση της παραγωγής και στη βελτίωση της ποιότητας των γεωργικών προϊόντων με ταυτόχρονη βέλτιστη αξιοποίηση των διαθέσιμων πόρων στον πρωτογενή τομέα, ειδικά σε αυτή την κρίσιμη περίοδο που διανύουμε, που οι διατροφικές ανάγκες αυξάνονται διαρκώς, ενώ η κλιματική αλλαγή επηρεάζει την αγροδιατροφή σε παγκόσμιο επίπεδο.

Εικόνα 3: Το ρομποτικό σύστημα του έξυπνου σπορείου επιτρέπει απομακρυσμένες λειτουργίες, όπως φύτευση κηπευτικών σπόρων, άρδευση ακριβείας σε κάθε γλαστράκι σποράς, καθώς και υπολογισμό του ύψους των αναπτυσσόμενων νεαρών φυτών.

Σύνδεσμοι

Εργαστήριο Αλληλεπίδρασης Ανθρώπου-Υπολογιστή: https://www.ics.forth.gr/hci/

Πρόγραμμα Διάχυτης Νοημοσύνης: https://ami.ics.forth.gr/

Επιστημονικός Υπεύθυνος

Καθηγητής Κωνσταντίνος Στεφανίδης

Ινστιτούτο Πληροφορικής (ΙΠ), Ίδρυμα Τεχνολογίας και Έρευνας (ΙΤΕ)

  • Επικεφαλής Εργαστηρίου Αλληλεπίδρασης Ανθρώπου-Υπολογιστή
  • Επικεφαλής Προγράμματος Διάχυτης Νοημοσύνης

Τμήμα Επιστήμης Υπολογιστών, Πανεπιστήμιο Κρήτης

Συντελεστές

Χρήστος Στρατάκης, Μανούσος Μπουλουκάκης, Δρ. Αστέριος Λεωνίδης, Νίκος Στιβακτάκης, Μαρία Δοξαστάκη, Γιώργος Καπνάς, Θεόδωρος Ευδαίμων, Ηρακλής Μπεκιάρης, Δρ. Εμμανουήλ Ζηδιανάκης, Δρ. Μαρία Κορόζη

Leave a Reply

Η ηλ. διεύθυνση σας δεν δημοσιεύεται. Τα υποχρεωτικά πεδία σημειώνονται με *