Brezpilotne letalnike v kmetijstvu uporabljajo za zajem podatkov in analizo stanja rastlin in pridelka. Podatke lahko zajamejo z brezpilotnimi letalniki, opremljenimi z multispektralno kamero. "Multispektralna kamera zajema slike v več spektralnih pasovih, ki niso vidni človeškemu očesu, kar omogoča podrobno analizo stanja pridelkov, tal in drugih ključnih dejavnikov," pojasnjuje Blaž Germšek s Kmetijskega inštituta Slovenije.

S tako opremljenimi letalniki lahko, denimo, spremljajo, ali rastlinam primanjkuje vode. Na podlagi teh podatkov se lahko nato odločijo tudi za dognojevanje ali škropljenje z brezpilotnim letalnikom: "Postopek se začne z načrtovanjem dela, pri čemer uporabimo specializirano programsko opremo za določitev poti, po kateri bo letalnik letel nad poljem. Določimo območje, ki ga želimo obdelati, ter parametre, kot so višina letenja, hitrost in količina škropilne brozge, ki jo želimo aplicirati na gojene ali bolne rastline, ali gnojila, ki ga bo letalnik razpršil. Letalnik je opremljen z natančnimi šobami, ki omogočajo enakomerno in ciljno usmerjeno razprševanje tekočine," nas skozi postopek škropljenja ali gnojenja popelje Germšek. Kot razlaga, so brezpilotni letalniki najprimernejši za poljedelske in vrtnarske površine, pogosto jih uporabljajo tudi ekološki kmetovalci, ki imajo manjše površine in lahko z njimi večkrat nanašajo biostimulante in biofitofarmacevtska sredstva. Uporabni pa so tudi na strmih pobočjih, kjer je oteženo delo s kmetijsko mehanizacijo.

Načrtovanje setve in žetve po satelitskih posnetkih

V Lenartu v Slovenskih goricah delo na 870 hektarjih njivskih površin načrtujejo tudi z uporabo prosto dostopnih satelitskih posnetkov Evropske vesoljske agencije. Z njimi lahko zaznajo celo napade škodljivcev. "Ravno smo v fazi, ko je velik napad žitnega strgača. Če bi se morda pojavile lise na večjih površinah, bi se tukaj pokazala anomalija, neka temnejša pega, in tako bi vedeli, da je treba škropiti. Z roba njive tega ne opaziš," nam na satelitskem posnetku na računalniškem zaslonu pokaže Klemen Kaučič iz podjetja Žipo Lenart. Satelitske posnetke uporabljajo tudi za spremljanje vlage v tleh in tudi na podlagi teh podatkov se odločajo, kdaj je, recimo, najprimernejši čas za obdelavo tal in setev.

Vse najpomembnejše podatke o stanju na njivah lahko spremljajo kar na računalniku. Med drugim tako spremljajo tudi razlike v založenosti tal s hranili. Podatke o vsebnosti hranil v tleh pridobijo z natančnim vzorčenjem tal, vsak kraj odvzema vzorca je označen s koordinatami GPS. "To je lep primer založenosti tal s fosforjem. Vidimo, da je na 15 hektarjev veliki njivi lahko založenost tal s fosforjem na enem delu njive čezmerna – ta del je označen z modro –, na drugem koncu njive pa je založenost tal s fosforjem premajhna, in ta del je obarvan rdeče," razloži Kaučič in doda, da na podlagi vseh teh podatkov pripravijo načrt, na katere dele njive bodo dali več gnojila in kam manj. Načrt nato z USB-ključkom ali brezžično prenesejo na traktor. Njihovi traktorji delujejo skoraj povsem avtonomno, sledijo načrtu, ki so ga prej pripravili v pisarni. Tako kot za gnojenje lahko pripravijo načrt tudi za setev. "Traktorji so opremljeni z navigacijo, vozijo praktično avtonomno, le na koncu njive je še vedno treba ročno prevzeti krmilo in traktor obrniti. Vozne steze so sprogramirane tako, da strojniku ni treba ničesar nastavljati, tudi sejalec ima podloženo karto setve. Sejalnica ve, kje je, in primerno odmerja gostoto setve," pravi Kaučič. Virtualno z računalnikom spremljajo tudi delo na njivah, saj so vsi njihovi stroji opremljeni s telematiko, s katero lahko pridobijo njihovo lokacijo in druge podatke.

Med najbolj razširjenimi so roboti za pobiranje pridelka

Roboti lahko opravljajo dela, ki so za ljudi prenaporna ali prenevarna. Čedalje pomembnejši pa postajajo tudi zaradi vse večjega pomanjkanja delovne sile v kmetijstvu. Med drugim so v tujini razvili robota za pobiranje malin, ki lahko dnevno pobere do 25 tisoč malin, kar je dvakrat več kot povprečen delavec. "Podoben razvoj poteka tudi za pobiranje kivija, kjer roboti zaradi natančnega delovanja zmanjšujejo poškodbe pridelka in izboljšujejo kakovost. V komercialni rabi so tudi roboti za pobiranje jagod. Ti roboti uporabljajo strojni vid in umetno inteligenco za natančno prepoznavanje zrelih sadežev in pobiranje, kar močno poveča produktivnost," Germšek našteje nekaj primerov.

Roboti v kmetijstvu pa imajo tudi omejitve, med drugim tudi to, da jih ne morejo uporabljati za več vrst rastlin. Kot pojasnjuje Germšek, "je robot, ki je zasnovan za obiranje jabolk, optimiziran za prepoznavanje, prijemanje in pobiranje jabolk z dreves. Tak robot uporablja kamere in senzorje za zaznavanje velikosti, barve in položaja jabolk ter mehanske prijemalce, ki so prilagojeni za nežno obiranje jabolk brez poškodb. Ta specifična konfiguracija ne bi bila primerna za obiranje npr. paradižnikov, saj paradižniki rastejo drugače, imajo drugačno strukturo in zahteve glede nežnosti prijemanja. Tako vsaka vrsta pridelka zahteva specifično prilagoditev robotov, kar pomeni, da trenutni robotski sistemi niso univerzalni."

Robota za delo v kmetijstvu razvijajo tudi slovenski raziskovalci

Na Fakulteti za elektrotehniko UL razvijajo robota za delo v sadovnjakih ali na polju. Robot na štirih kolesih je opremljen s senzorji in kamerami. "Robot tako prepoznava okolico in se avtonomno giblje v medvrstnem prostoru. Meritve izvajamo s kamero v različnih delih barvnega spektra, v kombinaciji z globinskimi senzorji pa lahko spremljamo tudi velikost sadežev," pojasnjuje Matjaž Mihelj s Fakultete za elektrotehniko UL. Kot natančneje razloži Franci Ovčak, "ima nameščeni dve kameri za globino, ena gleda prelet svetlobe in iz tega računa globino, druga je stereo – pri tem imamo dve različni kameri in poiščemo korespondenčne točke med njima ter potem ugotovimo, kakšna je globina. Robot je opremljen tudi z multispektralno kamero. Ta kamera gleda različne spektre, nekaj v vidnem polju, nekaj pa zunaj njega, kar nam pomaga analizirati rastline. Pove nam, ali potrebujejo malo več vode, malo več hranil."

A zbrani podatki še niso dovolj. V drugem koraku jih z umetno inteligenco analizirajo in ustvarijo digitalni dvojček sadovnjaka. Z njim lahko spremljajo, analizirajo in ocenjujejo stanje dreves ter plodov v sadovnjaku. Da podatki, na katerih temelji digitalni dvojček, kar najbolje prikazujejo stanje v sadovnjaku, jih morajo nenehno posodabljati, torej mora robot ves čas zbirati sveže podatke.

Šampinjoni, ki ne porjavijo, paradižnik z višjo vsebnostjo aminokisline

Znanost pa prinaša napredek tudi na področju žlahtnjenja rastlin. Z novimi genskimi tehnologijami, konkretno s preurejanjem genoma, lahko izboljšujemo in spreminjamo lastnosti rastlin hitreje kot s klasičnim žlahtnjenjem. Z novimi genskimi tehnologijami raziskovalci spremenijo genom rastline, ne vnašajo pa v rastlino tujega biološkega materiala. Kot razloži Ester Stajič z oddelka za agronomijo biotehniške fakultete, "nove genske tehnologije temeljijo na uporabi sistema CRISPR/Cas9, ki je del bakterijskega imunskega sistema. Predstavljamo si ga lahko kot genetske škarje. Te lahko na točno določenih mestih v npr. rastlinskih genih, ki jih želimo spreminjati, naredijo razrez. Te razreze potem celica s svojimi mehanizmi popravi, ob tem pa nastanejo manjše mutacije."

Tako lahko izboljšajo številne lastnosti rastlin. V Sloveniji sicer še ne moremo kupiti z novimi genskimi tehnologijami spremenjenih rastlin oziroma plodov, ki so bile pridobljene s to tehnologijo, v ZDA in na Japonskem pa so že na voljo nekatere tako spremenjene rastline.

"Eden izmed prvih takšnih produktov na ameriškem trgu so bili šampinjoni, ki ne porjavijo. To pomeni, da imajo daljši skladiščni čas, zato je manj zavržene hrane. V ZDA so odobrili tudi dve novi sorti soje, eno z višjo vsebnostjo nenasičenih maščobnih kislin in drugo z več proteinov. Na Japonskem so pridobili paradižnik z višjo vsebnostjo aminokisline, ki naj bi zniževala krvni tlak. Odobrili so tudi dve vrsti rib, ki pridobijo več mišične mase," našteva Stajič.