Dolina Rolnictwa Inteligentnego
Instytut Technologiczno-Przyrodniczy - Państwowy Instytut Badawczy w Falentach w swoim Oddziale w Kłudzienku realizuje zadania statutowe oraz granty badawcze w zakresie technik i technologii produkcji roślinnej dla krajowego rolnictwa. Jest to możliwe dzięki wiedzy i doświadczeniu naukowców-inżynierów, którzy dysponują unikalną infrastrukturą badawczą i techniczną oraz polami uprawnymi, stanowiącymi zintegrowany poligon doświadczalny. To sprawia, że nowe rozwiązania techniczne i całe technologie mogą być na bieżąco weryfikowane w praktyce - na poziomie opracowanych pełnowymiarowych modeli badawczych - w warunkach produkcyjnych w doświadczeniach łanowych
Zespół Inżynierii Produkcji Roślinnej ITP złożył propozycję lokalizacji Polskiej Doliny Rolnictwa Inteligentnego w Kłudzienku w ramach projektu „Polskie Inteligentne Systemy Agrotechniczne” przygotowanego przez MRiRW do finansowania w ramach Krajowego Planu Odbudowy. ZIPR wskazał ważne argumenty przemawiające za tym oryginalnym pomysłem: odpowiedni zespół naukowców i inżynierów, zaplecze badawcze i infrastrukturalne oraz zintegrowane pola doświadczalne. Lokalizacja w Kłudzienku zapewnia wszystkie elementy wymienione w założeniach projektu MRiRW tj.: bazę badawczą i projektową (z największym w kraju laboratorium kanału glebowego); możliwość testowania opracowanych rozwiązań na 100 ha użytków rolnych II i III klasy; bazę dydaktyczną i socjalną (sale wykładowe i hotel) oraz położenie na przy autostradzie i liniach kolejowych w centrum Polski.
Fot 1. Laboratorium Kanału Glebowego w Oddziale ITP w Kłudzienku.
W Krajowym Planie Odbudowy i Zwiększania Odporności (KPO, kwiecień 2021r.) opisano cele związane z odbudową i tworzeniem odporności społeczno-gospodarczej Polski po kryzysie wywołanym pandemią COVID-19 oraz służące ich realizacji reformy strukturalne i inwestycje. Dzięki kompetencjom pracowników Instytutu Technologiczno-Przyrodniczego możliwe jest stworzenie w Kłudzienku m.in. wsparcia dla krajowego zrównoważonego rozwoju technik i technologii bezzałogowych maszyn lądowych i statków powietrznych oraz ich efektywnego wykorzystania w rolnictwie i ochronie środowiska. Przyszłość rolnictwa należy bowiem upatrywać w jego automatyzacji i cyfryzacji. Stosowanie autonomicznych ciągników i maszyn rolniczych zyskuje w świecie na popularności. Młodzi właściciele gospodarstw wielkoobszarowych z typową dla młodego pokolenia łatwością, adaptują takie nowinki techniczne do swoich firm w różnych miejscach na świecie. Dlatego zespół naukowców z ITP pracuje nad podobnymi technologiami w których maszyny rolnicze są pojazdami autonomicznymi. Przykładem może być projekt pt. „Autonomiczna grupa elektrycznych aplikatorów w technologii doglebowej aplikacji preparatów i nawozów w formie płynnej bez konieczności mieszania z glebą”.
Instytut Technologiczno-Przyrodniczy proponuje utworzenie w Kłudzienku Polskiej Doliny Rolnictwa Inteligentnego i jednocześnie uruchamia pierwszy startup w zakresie tematyki inteligentnych systemów agrotechnicznych. To projekt ITP i Cloudless – startupu założonego przez młodych inżynierów-konstruktorów BSP (bezzałogowych statków powietrznych - dronów). W kwietniu 2021 r. dron o symbolu ULEP-1 [Ultra Long Endurance Platform] odbył udany lot z wysokości 24 784 metrów. Po godzinnym wznoszeniu za pomocą specjalnego balonu, został wyczepiony w przestrzeń stratosferyczną duży – o rozpiętości 5 metrów – autonomiczny samolot. Podczas 2,5 godzinnego lotu przeprowadzono testy i badania jego konstrukcji, a następnie wykonano klasyczne lądowanie w zaplanowanym miejscu. Dron został całkowicie zaprojektowany i wykonany w Polsce. Jest innowacyjną w skali światowej stratosferyczną platformę badawczą, która została dopuszczona do lotów według przepisów Agencji Unii Europejskiej ds. Bezpieczeństwa Lotów. Prace zostały wsparte przez Instytut z którym Cloudless prowadzi prace badawcze i projektowe nad zastosowaniem dronów w rolnictwie i ochronie środowiska.
Fot 2. Baza Bezzałogowych Statków Powietrznych w Oddziale ITP w Kłudzienku.
Fot 3. Przed wschodem słońca - przygotowania Drona ULEP-1 do startu.
Fot 4. Dron ULEP-1 na wysokości 24 kilometrów (widok z balonu).
Fot 5. Dron ULEP-1 na wysokości 22 kilometrów (kamera na stateczniku).
Oprócz zastosowań w gospodarce na terenach obszarów wiejskich, inżynierowie pracują nad wykorzystaniem dronów jako tzw. pseudo-satelitów, czyli bezzałogowych statków powietrznych, które będą mogły długotrwale, bez międzylądowań, przebywać ponad ziemską troposferą. Pseudo-satelity będą uzupełnieniem luki pomiędzy samolotami a satelitami kosmicznymi. Zasilane energią solarną bezzałogowe statki powietrzne będą mogły przebywać w stratosferze nieprzerwanie tygodnie i miesiące, a docelowo nawet cały rok. Drony tego typu mogą być wielokrotnie tańsze w produkcji i użytkowaniu od satelitów. Umożliwiają m.in. obserwację Ziemi z większą dokładnością w czasie rzeczywistym. Brak występowania w stratosferze większości szkodliwych zjawisk pogodowych umożliwi w 100% wykorzystanie potencjału paneli słonecznych umieszczonych na skrzydłach. Obserwacje prowadzone przez pseudo-satelity mają bardzo szerokie spektrum zastosowań. Od badań środowiskowych (ochrona zasobów lądowych i wodnych; produkcja rolnicza roślinna i zwierzęca; leśnictwo) poprzez wsparcie logistyczne w przypadkach klęsk żywiołowych, aż po alternatywne systemy komunikacji i nawigacji. Projekty pseudo-satelitów są rozwijane na świecie przez spółki zależne takich gigantów technologicznych jak Airbus, Facebook, Google, BAE Systems czy HAPSmobile. Kanadyjski projekt Stratodynamics wykonuje loty stratosferycznym szybowcem realizując m.in. projekt badawczy dla NASA.
Startup może już pochwalić się ciekawymi osiągnięciami: najwyższy znany na świecie lot drona wyczepionego z balonu na wysokości 27 232 m. n.p.m. (30.03.2019 r.) – na dzień wykonania lotu; lot poziomy w stratosferze z wykorzystaniem napędu elektrycznego oraz udane powroty z tych ekstremalnych wysokości w zaplanowane miejsca lądowania z dokładnością do kilkudziesięciu metrów.
Instytut Technologiczno-Przyrodniczy prowadzi również badania nad wykorzystaniem dronów operujących na niskim pułapie – tj. na wysokości do 120 metrów. To zgodna z przepisami prawa lotniczego przestrzeń powietrzna zarezerwowana dla dronów wielowirnikowych, które w locie przypominają śmigłowiec. Instytut wprowadza tego typu drony, jako narzędzie badawcze dla swoich naukowców. Drony wielowirnikowe są wykorzystywane już w Oddziałach ITP w Kłudzienku, Bydgoszczy i Falentach. Dzięki technice GPS oraz podwieszonym do dronów kamerom widma widzialnego, termowizyjnym oraz innym specjalistycznym skanerom, możliwe jest szybkie i bezinwazyjne badanie obszarów lądowych (pól uprawnych, łąk i pastwisk) oraz obszarów wodnych (zbiorników, cieków wodnych i terenów zalewowych). Ciekawym pomysłem jest rozpoczęty, wspólny projekt Oddziałów w Falentach i Kłudzienku. Jego celem jest zapewnienie ochrony Rezerwatu Przyrody Stawy Raszyńskie w Falentach. Opracowany system teledetekcji na bazie GSM ma zapewnić wszechstronną ochronę tego rozległego terenu. System będzie oparty na dozorze z powietrza (patrole i dokumentacja audiowizualna z dronów) oraz na dozorze z różnego typu stacjonarnych urządzeń monitorujących w trybie on-line. Jeśli wszystko się uda, to miłośnicy przyrody będą mogli skorzystać z udostępnionych na stronie www.itp.edu.pl obrazów z Rezerwatu, transmitowanych przez wybrane kamery monitoringu.
