Nowoczesny rolnik szuka orbity

Ziarenka gleby oglądane z kosmosu

Działalność w tak gwałtownie rozwijającej się branży, jaką jest sektor kosmiczny stawia przed dostawcami urządzeń i rozwiązań szereg wymagań, ale także trzymania najwyższych standardów bezpieczeństwa i rozwoju w zakresie zdolności produkcyjnych. W czym pomoże rolnikom?

Jednym z obszarów, w którym technologie kosmiczne mają szansę nie tylko usprawnić działalność człowieka, ale także poprawić rentowność w perspektywie czasu jest branża rolnicza. Wykorzystanie zdjęć satelitarnych pozwoli przyspieszyć efektywność pozyskiwania wiedzy pomocnej do poprawienia gospodarki rolnej.

Kluczową zaletą przemawiającą za wykorzystaniem technologii satelitarnych w procesach analizy pól uprawnych jest przyspieszenie czasu pracy. Jednorazowy nalot i wyznaczenie parametrów pracy pozwala nawet na 100-200 krotne przyspieszenie działań.

Co więcej, wykorzystywana w procesie przetwarzania danych i analizy zdjęć satelitarnych na żądanie technologia Azure Stream Analytics wpływa na szybkość i niezawodność działania w czasie rzeczywistym. Uzupełniona o platformę IoT Hub pozwalającą na strumieniowanie danych z różnych czujników technologia pozwala na tworzenie modeli klasyfikacji zdjęć, których nie warto wysyłać na ziemię – np. przez zbyt duże zachmurzenie. Dzięki temu, są one analizowane jedynie na krawędzi sieci – czyli na pokładzie satelity, a większa moc obliczeniowa jest konsumowana jedynie w przypadku tych obrazów, które są przesyłane dalej.

Skala wyzwań, które obecnie stoją przed sektorem przemysłu i produkcji tworzy konieczność stosowania coraz bardziej zaawansowanej technologii. Cyfryzacja każdego sektora, także rolnictwa przynosi jednak zupełnie nowe możliwości stosowania narzędzi cyfrowych, takich jak m.in. mariaż technologii kosmicznej z rolnictwem precyzyjnym przy wykorzystaniu Internetu rzeczy i analiz big data – podsumowuje Jarosław Zarychta, head of industry solutions for manufacturing w Microsoft. - Microsoft wraz z czołowymi partnerami działającymi w Polsce, w tym także z Silesian Catalysts, opracował koncepcję Fabryki Przyszłości, zgodnej z założeniami Przemysłu 4.0, znacznie je rozbudowując. W Fabryce Przyszłości Microsoft, produkcja jest ułatwiona dzięki kompleksowej integracji systemów informatycznych i dostępności wszystkich wymaganych danych. Projekt integruje m.in. takie rozwiązania z jakich korzysta SatRevolution, dzięki którym Klient może budować swoją konkurencyjność na rynku - dodaje Jarosław Zarychta.

Silesian Catalysts wspólnie z Microsoft i innymi partnerami technologicznymi rozwija koncepcję Fabryki Przyszłości w obszarze doskonałości operacyjnej produkcji. Kluczowym rozwiązaniem technologicznym firmy jest platforma analizy danych spektralnych Smart Spectroscopy. Połączenie techniki obrazowania satelitarnego SatRevolution z technologią Smart Spectroscopy umożliwia prowadzenie analiz danych spektralnych z pól uprawnych przy wykorzstaniu platformy chmury obliczeniowej Microsoft AZURE. Zastosowanie technologii kosmicznej pozwala na systematyczną analizę i optymalizację stosowanych dotychczas metod w zakresie jakości i czasu działania, ale w perspektywie czasu także całkowitej automatyzacji i przewidywania potrzeb, które mogą się pojawić w oparciu o różne czynniki zewnętrzne.

Platforma Smart Spectroscopy umożliwia pozyskiwanie wiedzy o składzie chemicznym, a tym samym właściwościach, obrazowanego obiektu wyłącznie na podstawie analizy spektralnej światła odbitego od jego powierzchni.

Nasza technologia znajduje zastosowanie w wielu dziedzinach techniki i przemysłu. Wspólnie z SatRevolution opracowaliśmy narzędzie do satelitarnego pomiaru jakości gleby na potrzeby nowoczesnego rolnictwa precyzyjnego. Dotychczas oferowaliśmy Smart Spectroscopy jako narzędzie do zarządzania jakością produkcji w chemicznej Fabryce Przyszłości Microsoft. Należy jednak pamiętać że nowoczesne rolnictwo wpisuje się również świetnie w szersze rozumienie koncepcji Factory of the Future. W rolnictwie mamy przecież nowoczesne, komunikujące się ze sobą maszyny, wykorzystujemy predictive maintenance a teraz przyszedł czas aby zająć się optymalizacją dawek nawożenia upraw i lepsze zarządzanie uprawami. Aby to osiągnąć potrzebuje dokładnej wiedzy o stanie pola uprawnego. Nie da się tego uzyskać w wydajny sposób tradycyjnymi metodami. Rozwiązaniem jest połączenie technologii obrazowania satelitarnego, chmury obliczeniowej Microsoft Azure i wiedzy inżynierów chemików zatrudnionych w naszej firmie. – mówi Paweł Niklewicz, członek zarządu Silesian Catalysts.

Główną misją firmy SatRevolution jest stworzenie konstelacji nanosatelitów obserwacyjnych Ziemi o nazwie REC (Real-Time Earth-Observation Constellation). Będzie ona dostarczała wysokorozdzielcze zdjęcia całej Ziemi, które będą odświeżane co godzinę. Docelowo, konstelacja składać się będzie z setek satelitów. Pierwszy z nich „Światowid”, jest już gotowy do wylotu i obecnie integrowany z rakietą. Wyniesienie w przestrzeń kosmiczną będzie miało miejsce już 17 kwietnia tego roku

Pozyskiwanie tak szczegółowych informacji z analizy spektralnej odbitego światła nie byłoby możliwe bez wykorzystania algorytmów sztucznej inteligencji i dostępności dużej mocy obliczeniowej na żądanie. Smart Spectroscopy oparte jest w 100% na usługach obliczeniowych dostępnych na platformie Microsoft Azure i eksperckiej wiedzy inżynierów Silesian Catalysts. Poza obszarem obrazowania satelitarnego platforma Smart Spectroscopy wykorzystywana jest do zarządzania jakością produkcji procesowej w przedsiębiorstwach z branży spożywczej, chemicznej czy energetycznej. Nie da się dzisiaj zbudować Fabryki Przyszłości bez wykorzystania zaawansowanych narzędzi oceny jakości produktów działających w czasie rzeczywistym i dostarczających informacji do inteligentnego zarządzania procesem produkcji.

Przykładem inteligentnego zarządzania produkcją w rolnictwie jest precyzyjne dobieranie dawki nawozów sztucznych na podstawie danych z obrazowania satelitarnego pól uprawnych. Takie rozwiązanie pozwala optymalizować nawożenie i przy podejściu tradycyjnym nie było możliwe technicznie do przeprowadzenia. Takie podejście do produkcji to prawdziwe Fabryka Przyszłości w branży produkcji żywności.

Oparty w całości na technologii Microsoft Azure produkt pozwala na analizę złożonych zbiorów danych m.in. w zakresie niezbędnych dawek nawozów, ale także monitorowania stopnia nawodnienia pól, skutków suszy etc.

Dane analizowane na krawędzi…satelity

SatRevolution to polska firma, która działa w branży kosmicznej. Spółka zajmuje się m.in. projektowaniem, produkcją, integracją i testowaniem kompletnych satelitów oraz rozwiązań z zakresu tzw. branży spacetech (technologiom dedykowanym branży kosmicznej). Osią działalności SatRevolution są nanosatelity – urządzenia o wadze od 1 do 10 kilogramów, które dzięki małym gabarytom są znacznie tańsze w produkcji niż masywne satelity.

Zastosowania konstelacji obserwacyjnej mogą być bardzo szerokie. Zdjęcia wykorzystywane będą przez instytucje państwowe, wojsko czy przedsiębiorstwa prywatne. Dane natomiast mogą być z powodzeniem stosowane m.in. w zarządzaniu kryzysowym, rolnictwie precyzyjnym oraz planowaniu zagospodarowania przestrzennego. Także mieszkańcy mogą pośrednio wykorzystać usługi SatRevolution, m.in. poprzez systemy Smart City, szacowanie cen ubezpieczeń, wycen strat spowodowanych przez żywioły, a także szacowania plonów i zapasów surowców energetycznych – mówi Radosław Łapczyński, co-founder and chief science officer w firmie SatRevolution.

mw