Czy współczesne rolnictwo może być wolne od pestycydów? Projekt WeLASER

• Produkować więcej, w sposób mniej zanieczyszczający środowisko i z zachowaniem wszelkich gwarancji dla zdrowia ludzi i naszej planety, jest możliwe.

• Rozwój, w którym uczestniczy Instytut Ekologii Terenów Przemysłowych (IETU) z Katowic wraz z 9 innymi instytucjami z 8 krajów wewnątrzwspólnotowych.

Grupa stworzona przez ośrodki badawcze, uniwersytety, prywatne firmy i organizacje rolnicze z Hiszpanii, Niemiec, Danii, Francji, Polski, Belgii, Włoch i Holandii na rzecz projektu WeLASER finansowanego przez UE w ramach programu "Horyzont 2020", zakończyła pierwszy etap rozwoju prototypu precyzyjnego narzędzia do odchwaszczania, które umożliwia postęp w zwalczaniu stosowania herbicydów, poprawiając wydajność i konkurencyjność upraw, eliminując w ten sposób zagrożenia dla zdrowia i niekorzystny wpływ środków chemicznych na środowisko.

Czytaj również: Unijne regulacje odpadowe - czy nowe przepisy będą promować plastik kosztem papieru i tektury?

Prototyp posiada autonomiczny pojazd, poruszający się po uprawie i wyposażony w zaawansowany system wykrywania oparty na sztucznej inteligencji (IA) poprzez pozyskiwanie obrazów i przetwarzanie danych, co pozwala mu odróżnić i zlokalizować centrum wzrostu chwastu, który ma zostać wyeliminowany. Po zlokalizowaniu przez skaner, kieruje wysokiej mocy źródło lasera światłowodowego w kierunku merystemu. Jest to koncepcja szybkiej modulacji, umożliwiająca kierowanie precyzyjnych impulsów energii w celu wysoce skutecznego zwalczania chwastów. Zarządzanie danymi odbywa się poprzez architekturę obliczeniową w chmurze, a system wykorzystuje technologię IoT.

Chociaż projekt kończy pierwszy etap rozwoju, konieczne będą dalsze prace, na przykład w celu skrócenia czasu pracy w terenie, ułatwienia obsługi i podłączenia prototypu oraz obniżenia kosztów produkcji w celu uzyskania modelu nadającego się do sprzedaży na rynku.

Projekt maksymalnej współpracy pomiędzy podmiotami z całej Europy

WeLASER jest wynikiem współpracy 10 partnerów z 8 państw członkowskich UE. Z Hiszpanii - Centrum Automatyki i Robotyki (Centro de Automática y Robótica) (CAR) należące do Wyższej Rady ds. Badań Naukowych (Consejo Superior de Investigaciones Científicas) (CSIC) i koordynator projektu oraz Koordynator Organizacji Rolników i Hodowców (Coordinadora de Organizaciones de Agricultores y Ganaderos) (COAG); z Niemiec - Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) i firma Futonics Laser GmbH (FUT); z Danii - Wydział Nauk o Roślinach i Środowisku z Uniwersytetu Kopenhaskiego (CPH); z Francji - firma AgreenCulture (AGC); z Włoch - Międzywydziałowe Centrum Badań nad Przemysłowymi Produktami Rolno-Spożywczymi z Uniwersytetu Bolońskiego (UNIBO); z Polski - Instytut Ekologii Terenów Uprzemysłowionych (IETU) z Katowic; z Belgii - Dział Ekonomii Rolniczej Wydziału Inżynierii Nauk Niologicznych Uniwersytetu w Gandawie; oraz z Holandii (UGENT) - Van Den Borne Projecten BV, dział innowacji w gospodarstwie Van Den Borne Aardappelen Farm (VDBP) z siedzibą w Reusel.

Pablo González de Santos z Centrum Automatyki i Robotyki Wyższej Rady ds. Badań Naukowych, koordynator projektu, podkreśla: „WeLASER to doskonała współpraca między wiodącymi organizacjami w każdym ze swoich obszarów działania, co pozwoliło nam dysponować najnowszymi technologiami i postępami niezbędnymi do opracowania tak nowatorskiego i niezbędnego projektu".

Czytaj również: Czy obowiązek raportowania ilości antybiotyków stosowanych w hodowli zwierząt pomoże w lekooporności?

Oprócz opracowania prototypu, projekt ten doprowadził do rozwoju różnych innowacji o wielu zastosowaniach, takich jak wysokiej mocy źródło laserowe światłowodowe do zwalczania niepożądanych chwastów za pomocą precyzyjnych pulsów energii, z innowacyjną koncepcją pompy i chłodzenia, co minimalizuje zapotrzebowanie lasera na energię w procesie odchwaszczania; ulepszony system zasilania autonomicznych platform robotycznych; inteligentny menedżer nawigacji dla autonomicznych robotów, mający zastosowanie w rolnictwie precyzyjnym, który umożliwia nawigację po całym gospodarstwie, nie ograniczając się do pola uprawnego, i integruje różne metodologie sztucznej inteligencji (AI) w celu identyfikacji różnych rodzajów upraw, w tym upraw szerokich i wąskich; oraz oparte na sztucznej inteligencji laserowe narzędzie do zwalczania chwastów, umożliwiające szeroki zakres prac do zindywidualizowanego traktowania roślin w uprawach różnego typu, przy jednoczesnym zachowaniu zgodności ze wszystkimi przepisami bezpieczeństwa wymaganymi do pracy z technologią laserową.

Zapewnienie produkcji żywności na bezpiecznej planecie

W obliczu rosnącej liczby ludności w środowisku zmian klimatycznych, takim jak to, w którym żyjemy, największym wyzwaniem dla ludzkości jest zapewnienie produkcji żywności bez szkody dla środowiska i zdrowia ludności poprzez coraz bardziej wydajne i mniej zanieczyszczające systemy produkcji.

W samej Europie każdego roku używa się około 130 milionów ton syntetycznych herbicydów (nie licząc innych środków chemicznych), substancji, które po zastosowaniu nie rozróżniają pożytecznych roślin i owadów glebowych niebędących ich celem, a dodatkowo mogą mieć wpływ na zdrowie zwierząt i ludzi.

Ponadto, chwasty rozwijają odporność, co oznacza, że istniejące herbicydy stają się coraz mniej skuteczne.

Według Gonzáleza de Santosa „konsorcjum WeLASER jest zmotywowane do przyjęcia inteligentniejszych metod rolnictwa i budowania bardziej zrównoważonych systemów produkcji żywności, przy jednoczesnej ochronie środowiska i zdrowia. WeLASER otwiera niezawodną i bezpieczną opcję oraz oferuje postęp w rozwiązaniu globalnego problemu".