M2M i przyszłość rolnictwa
Internet Rzeczy (IoT) w coraz większym stopniu pojawia się w naszym codziennym życiu, a w konsekwencji przekłada się na zmiany w sposobie działania ludzi, firm oraz społeczeństwa jako całości. Także w rolnictwie rozwijająca się technologia zyskuje na znaczeniu, rysując perspektywy bardziej zrównoważonej produkcji, wyższych plonów oraz zwiększenia zysku.
Ma to szczególne znaczenie wobec szacunków ONZ mówiących o niedożywieniu 690 mln ludzi w 2020 roku. Ponieważ liczba ludności na świecie nadal rośnie, należy się spodziewać wykładniczego wzrostu zapotrzebowania na żywność. Sprostanie tym potrzebom będzie wymagać radykalnej przebudowy rolnictwa.
Przemysł mleczarski nie jest dojną krową
W historii rolnictwo zawsze było jednym z najbardziej żmudnych i pracochłonnych sektorów, w szczególności dotyczy to hodowli bydła mlecznego. Szansę na zrewolucjonizowanie branży ma inteligentne rolnictwo – znane też jako rolnictwo precyzyjne. Umożliwia optymalizację każdego etapu produkcji, co nie tylko obniża koszty i zwiększa zysk, ale zmniejsza też szkodliwe emisje i łagodzi wpływ na środowisko. Takie podejście przyczynia się do powstania bardziej zrównoważonego rolnictwa.
Nie brakuje historii poświadczających słuszności takiego podejścia. Celem inicjatywy Smart Farming z Irlandii, adresowanej głównie do drobnych gospodarstw rolnych, jest poprawa kluczowych aspektów, takich jak zużycie energii, żyzność gleby i maszyny. W jednym z przypadków niewielkie zmiany polegające na wyłączeniu traktorów w czasie pracy na biegu jałowym oraz zmiana ciśnienia w oponach związana z warunkami pogodowymi i gruntowymi, przyniosły oszczędności w wysokości 365 EUR. W tym konkretnym gospodarstwie oszczędzono ponad 8 300 EUR, co potwierdza tezę, że optymalizacja i automatyzacja systemów może przynieść znaczne oszczędności nawet w przypadku mniejszych gospodarstw.
Kluczowe technologie w inteligentnych gospodarstwach rolnych
Rolnictwo precyzyjne polega na zestawianiu danych z setek, tysięcy, a nawet dziesiątek tysięcy urządzeń, a następnie przeprowadzaniu analiz, których celem jest usprawnienie procesów. Transformacja cyfrowa gospodarstw rolnych jest jednak wciąż na wczesnym etapie.
Badania pokazały, że przydatne są także podstawowe informacje o pogodzie, monitorowaniu upraw, ochronie lub nawożeniu. W ankiecie adresowanej do hodowców bydła mlecznego w Niemczech, tylko 18% ankietowanych akceptowało roboty udojowe, 2,6% roboty żywieniowe lub zautomatyzowane systemy żywienia, a tylko 0,6% technologie oceny stanu ciała zwierząt.
Jednak przyglądając się prognozom na lata do 2030 r., 49% respondentów spodziewa się wdrożenia autonomicznych traktorów, 45% planuje używać dronów, a 43% przewiduje skorzystanie z autonomicznych robotów polowych. To, że pozytywnie odpowiedziała tylko połowa badanych sugeruje, że obecne standardy gromadzenia i analizy danych są nadal w dużym stopniu uzależnione od tradycyjnych metod, a być może w niektórych przypadkach od intuicji rolnika.
Warto zauważyć, że istnieje potencjalnie duża przepaść między danymi, które rolnicy obecnie uzyskują z rolnictwa precyzyjnego, a danymi, do których spodziewają się uzyskać dostęp w ciągu najbliższych dziesięciu lat. Gospodarstwa rolne, które chciałyby korzystać z rolnictwa precyzyjnego i planują osiągnięcie swoich celów do 2030 r., będą musiały rozpocząć inwestycje w kilku obszarach. Dobrym punktem startowym są trzy kluczowe elementy, tworzące złoty trójkąt Inteligentnego Rolnictwa:
- Czujniki (lub IoT). Wszystko w gospodarstwie może być monitorowane poprzez powszechne zastosowanie strategicznie rozmieszczonych czujników optymalizujących pracę. To mogą być czujniki pH do pomiaru kwasowości gleby, jak też czujniki temperatury i wilgotności do pomiaru odpowiedniego poziomu wody. Odczyty tworzą dane, które można wykorzystać do analizy i wyciągnięcia wniosków
Sieć. Czujniki są mało przydatne bez sieci, przez którą wszystkie odczyty i dane są przesyłane do centralnego punktu (lokalnie lub w chmurze). Niewątpliwie będziemy świadkami zapotrzebowania w sektorze rolnym na 5G i powiązane technologie, zwłaszcza, gdy upowszechnią się drony lub autonomiczne traktory.
- Analiza Big Data. Czujniki codziennie dostarczają wielu danych, które muszą być przeanalizowane w taki sposób, aby można było z nich skorzystać. Na przykład, w przeciwieństwie do pobierania próbek gleby, czujnik pH może monitorować jej stan przez miesiące, a nawet lata i informować, że w określonym obszarze pola kwasowość lub zasadowość jest zbyt wysoka, co jest szkodliwe dla produkcji roślinnej. Przez odkwaszenie lub zakwaszenie gleby na danym obszarze, można osiągnąć pH do odpowiedniego poziomu, a tym samym zwiększyć plony.
- Kluczowe technologie połączeń. Z tego złotego trójkąta prawdopodobnie najważniejsze są inwestycje w poprawę działania sieci i połączeń. Czujniki już są dostępne, podobnie jak oprogramowanie do analizy danych, jednak luki w zasięgu i jakości sieci hamują rozwój rolnictwa precyzyjnego. Urządzenia i czujniki mają duże wymagania co do zasobów i prędkości przesyłania danych, i to z niewielką tolerancją na opóźnienia. Wraz z upowszechnieniem będą tworzone wykładnicze ilości danych, co sprawi, że sieć 4G nie będzie mogła ich obsłużyć.
Najnowsza technologia 5G jest dobrze przygotowana do zaspokojenia rosnącego zapotrzebowania na przesyłanie danych. Ta rewolucja, której potrzebują sieci, powinna przyczynić się do powstania coraz większej liczby autonomicznych gospodarstw. Jest też ważna dla stworzenia infrastruktury brzegowej, w której przetwarzanie danych może odbywać się na urządzeniu, a nie zdalnie za pośrednictwem chmury. Sieć z mniejszymi opóźnieniami jest niezbędna dla maszyn rolniczych, takich jak autonomiczne traktory. Ponadto, dzięki dwukierunkowej komunikacji i dokładności w czasie rzeczywistym, dane można udostępniać szybciej i wydajniej. Aktualne dane umożliwią szybsze podejmowanie lepszych decyzji zarządczych, co przełoży się na poprawę wydajności, produktywności i zwiększy wydajność.
Ponieważ liczba urządzeń Internetu Rzeczy rośnie wykładniczo, utrzymanie nieprzerwanych połączeń o niskim opóźnieniu stało się ważniejsze niż kiedykolwiek. Gama rozwiązań urządzeń M2M firmy D-Link umożliwia bezpieczne łączenie się z Internetem oraz obsługę przełączania awaryjnego dual-SIM i WAN, co zapewnia nieprzerwane połączenia. Na przykład D-Link Edge Cloud Solution (D-ECS) oferuje podstawowe funkcje zarządzania do optymalizacji połączeń komórkowych szerokiej gamie urządzeń M2M i Internetu Rzeczy. To kluczowe elementy w rolnictwie precyzyjnym umożliwiające zachowanie kontroli nawet w sytuacji zwiększenia liczby i złożoności działań.
Rolnictwo precyzyjne ma wiele zalet. Najważniejszy wydaje się wzrost plonów i zaspokojenie popytu na żywność zwiększającej się populacji przy jednoczesnym zrównoważeniu w perspektywie długoterminowej. To, czy spełni te obietnice, będzie zależeć od wielu czynników. Jednym z nich są inwestycje w połączenia nowej generacji, w szczególności M2M. Obecna dekada okaże się interesująca, ponieważ oczekuje się jeszcze większych zmian w sektorze rolnym, z których wiele będzie zależeć od ciągłego i powszechnego rozwoju M2M oraz od tego, czy warunki pozwolą na zastosowanie go na całym świecie.
Ma to szczególne znaczenie wobec szacunków ONZ mówiących o niedożywieniu 690 mln ludzi w 2020 roku. Ponieważ liczba ludności na świecie nadal rośnie, należy się spodziewać wykładniczego wzrostu zapotrzebowania na żywność. Sprostanie tym potrzebom będzie wymagać radykalnej przebudowy rolnictwa.
Przemysł mleczarski nie jest dojną krową
W historii rolnictwo zawsze było jednym z najbardziej żmudnych i pracochłonnych sektorów, w szczególności dotyczy to hodowli bydła mlecznego. Szansę na zrewolucjonizowanie branży ma inteligentne rolnictwo – znane też jako rolnictwo precyzyjne. Umożliwia optymalizację każdego etapu produkcji, co nie tylko obniża koszty i zwiększa zysk, ale zmniejsza też szkodliwe emisje i łagodzi wpływ na środowisko. Takie podejście przyczynia się do powstania bardziej zrównoważonego rolnictwa.
Nie brakuje historii poświadczających słuszności takiego podejścia. Celem inicjatywy Smart Farming z Irlandii, adresowanej głównie do drobnych gospodarstw rolnych, jest poprawa kluczowych aspektów, takich jak zużycie energii, żyzność gleby i maszyny. W jednym z przypadków niewielkie zmiany polegające na wyłączeniu traktorów w czasie pracy na biegu jałowym oraz zmiana ciśnienia w oponach związana z warunkami pogodowymi i gruntowymi, przyniosły oszczędności w wysokości 365 EUR. W tym konkretnym gospodarstwie oszczędzono ponad 8 300 EUR, co potwierdza tezę, że optymalizacja i automatyzacja systemów może przynieść znaczne oszczędności nawet w przypadku mniejszych gospodarstw.
Kluczowe technologie w inteligentnych gospodarstwach rolnych
Rolnictwo precyzyjne polega na zestawianiu danych z setek, tysięcy, a nawet dziesiątek tysięcy urządzeń, a następnie przeprowadzaniu analiz, których celem jest usprawnienie procesów. Transformacja cyfrowa gospodarstw rolnych jest jednak wciąż na wczesnym etapie.
Badania pokazały, że przydatne są także podstawowe informacje o pogodzie, monitorowaniu upraw, ochronie lub nawożeniu. W ankiecie adresowanej do hodowców bydła mlecznego w Niemczech, tylko 18% ankietowanych akceptowało roboty udojowe, 2,6% roboty żywieniowe lub zautomatyzowane systemy żywienia, a tylko 0,6% technologie oceny stanu ciała zwierząt.
Jednak przyglądając się prognozom na lata do 2030 r., 49% respondentów spodziewa się wdrożenia autonomicznych traktorów, 45% planuje używać dronów, a 43% przewiduje skorzystanie z autonomicznych robotów polowych. To, że pozytywnie odpowiedziała tylko połowa badanych sugeruje, że obecne standardy gromadzenia i analizy danych są nadal w dużym stopniu uzależnione od tradycyjnych metod, a być może w niektórych przypadkach od intuicji rolnika.
Warto zauważyć, że istnieje potencjalnie duża przepaść między danymi, które rolnicy obecnie uzyskują z rolnictwa precyzyjnego, a danymi, do których spodziewają się uzyskać dostęp w ciągu najbliższych dziesięciu lat. Gospodarstwa rolne, które chciałyby korzystać z rolnictwa precyzyjnego i planują osiągnięcie swoich celów do 2030 r., będą musiały rozpocząć inwestycje w kilku obszarach. Dobrym punktem startowym są trzy kluczowe elementy, tworzące złoty trójkąt Inteligentnego Rolnictwa:
- Czujniki (lub IoT). Wszystko w gospodarstwie może być monitorowane poprzez powszechne zastosowanie strategicznie rozmieszczonych czujników optymalizujących pracę. To mogą być czujniki pH do pomiaru kwasowości gleby, jak też czujniki temperatury i wilgotności do pomiaru odpowiedniego poziomu wody. Odczyty tworzą dane, które można wykorzystać do analizy i wyciągnięcia wniosków
Sieć. Czujniki są mało przydatne bez sieci, przez którą wszystkie odczyty i dane są przesyłane do centralnego punktu (lokalnie lub w chmurze). Niewątpliwie będziemy świadkami zapotrzebowania w sektorze rolnym na 5G i powiązane technologie, zwłaszcza, gdy upowszechnią się drony lub autonomiczne traktory.
- Analiza Big Data. Czujniki codziennie dostarczają wielu danych, które muszą być przeanalizowane w taki sposób, aby można było z nich skorzystać. Na przykład, w przeciwieństwie do pobierania próbek gleby, czujnik pH może monitorować jej stan przez miesiące, a nawet lata i informować, że w określonym obszarze pola kwasowość lub zasadowość jest zbyt wysoka, co jest szkodliwe dla produkcji roślinnej. Przez odkwaszenie lub zakwaszenie gleby na danym obszarze, można osiągnąć pH do odpowiedniego poziomu, a tym samym zwiększyć plony.
- Kluczowe technologie połączeń. Z tego złotego trójkąta prawdopodobnie najważniejsze są inwestycje w poprawę działania sieci i połączeń. Czujniki już są dostępne, podobnie jak oprogramowanie do analizy danych, jednak luki w zasięgu i jakości sieci hamują rozwój rolnictwa precyzyjnego. Urządzenia i czujniki mają duże wymagania co do zasobów i prędkości przesyłania danych, i to z niewielką tolerancją na opóźnienia. Wraz z upowszechnieniem będą tworzone wykładnicze ilości danych, co sprawi, że sieć 4G nie będzie mogła ich obsłużyć.
Najnowsza technologia 5G jest dobrze przygotowana do zaspokojenia rosnącego zapotrzebowania na przesyłanie danych. Ta rewolucja, której potrzebują sieci, powinna przyczynić się do powstania coraz większej liczby autonomicznych gospodarstw. Jest też ważna dla stworzenia infrastruktury brzegowej, w której przetwarzanie danych może odbywać się na urządzeniu, a nie zdalnie za pośrednictwem chmury. Sieć z mniejszymi opóźnieniami jest niezbędna dla maszyn rolniczych, takich jak autonomiczne traktory. Ponadto, dzięki dwukierunkowej komunikacji i dokładności w czasie rzeczywistym, dane można udostępniać szybciej i wydajniej. Aktualne dane umożliwią szybsze podejmowanie lepszych decyzji zarządczych, co przełoży się na poprawę wydajności, produktywności i zwiększy wydajność.
Ponieważ liczba urządzeń Internetu Rzeczy rośnie wykładniczo, utrzymanie nieprzerwanych połączeń o niskim opóźnieniu stało się ważniejsze niż kiedykolwiek. Gama rozwiązań urządzeń M2M firmy D-Link umożliwia bezpieczne łączenie się z Internetem oraz obsługę przełączania awaryjnego dual-SIM i WAN, co zapewnia nieprzerwane połączenia. Na przykład D-Link Edge Cloud Solution (D-ECS) oferuje podstawowe funkcje zarządzania do optymalizacji połączeń komórkowych szerokiej gamie urządzeń M2M i Internetu Rzeczy. To kluczowe elementy w rolnictwie precyzyjnym umożliwiające zachowanie kontroli nawet w sytuacji zwiększenia liczby i złożoności działań.
Rolnictwo precyzyjne ma wiele zalet. Najważniejszy wydaje się wzrost plonów i zaspokojenie popytu na żywność zwiększającej się populacji przy jednoczesnym zrównoważeniu w perspektywie długoterminowej. To, czy spełni te obietnice, będzie zależeć od wielu czynników. Jednym z nich są inwestycje w połączenia nowej generacji, w szczególności M2M. Obecna dekada okaże się interesująca, ponieważ oczekuje się jeszcze większych zmian w sektorze rolnym, z których wiele będzie zależeć od ciągłego i powszechnego rozwoju M2M oraz od tego, czy warunki pozwolą na zastosowanie go na całym świecie.