Elektroniczne układy ze sztuczną inteligencją, kamery 3D oraz różnego rodzaju sensory to atrybuty nowoczesnych opryskiwaczy, które wpisują się w koncepcję tzw. inteligentnego oprysku (smart spraying). Dzięki tym rozwiązaniom opryskiwane są tylko te części pola w których znajdują się patogeny, szkodniki lub chwasty obniżające plony roślin uprawnych. Ponadto wspierany sztuczną inteligencją opryskiwacz sam dobierze substancję czynną do zwalczania zagrożenia.
Cyfrowe technologie w opryskiwaczach
W ofercie czołowych producentów opryskiwaczy pojawiają się maszyny wyposażone w systemy rozpoznawania chwastów za pomocą sztucznej inteligencji, która analizuje obrazy pozyskane z kamer 3D montowanych na belce opryskiwacza. Kamery te rozmieszczone w określonej odległości na belce filmują obraz plantacji przed belką a specjalne oprogramowanie analizuje je poszukując chwastów w poszczególnych fazach ich rozwoju na podstawie kształtów i innych właściwości zapisanych w bazie danych programu (skala szarości, kolor, kontrast).
Ponadto sztuczna inteligencja uczy się rozpoznawać chwasty i rośliny uprawne wykorzystując nowe powiązania na podstawie wcześniej zarejestrowanych danych. Oprogramowanie umożliwia także mapowanie gatunków chwastów, ich populacji oraz faz rozwojowych co może być wykorzystywane na potrzeby innych zabiegów agrotechnicznych. W dalszej kolejności oprogramowanie w opryskiwaczu dostosowuje ochronę herbicydową dla rozpoznanych chwastów.
Rozwiązania wybranych producentów
Wspomniane rozwiązania są elementami systemu AICPlus instalowanym w opryskiwaczach marki Agrifac. Wykorzystujący sztuczną inteligencję i sieci neuronowe system wykrywa chwasty, choroby i zewnętrzne uszkodzenia roślin spowodowane przez szkodniki. AICPlus jest zintegrowany z elektronicznym systemem DynamicDosePlus uruchamiającym tylko te rozpylacze, które znajdują się nad danym chwastem, grupą chwastów lub roślinami zaatakowanymi przez chorobę lub szkodnika. W tym systemie pojedyncze rozpylacze są uruchamiane za pomocą sygnału elektrycznego wysyłanego ze sterownika zarządzanego z poziomu terminala pokładowego.
Kolejny elektroniczny system StricSprayPlus odpowiada za ustalenie odpowiednich dawek cieczy roboczej z poszczególnych rozpylaczy. W tym rozwiązaniu dysze opryskiwacza pracują z jednakowym ciśnieniem. Wydatek cieczy z pojedynczego rozpylacza jest kontrolowany przez zmianę czasu otwierania i zamykania korpusu dyszy (do 100 razy na sekundę). W rozwiązaniu zaproponowanym przez firmę Agrifac główny zbiornik opryskiwacza zawiera jedynie czystą wodę. Natomiast pestycydy przechowywane są w oddzielnych pojemnikach i dostarczane do linii zasilającej rozpylacze za pomocą oddzielnej pompy napędzanej elektrycznie. Mieszanina wody i pestycydu powstaje w przewodach zasilających rozpylacze a nie w zbiorniku opryskiwacza jak to ma miejsce w tradycyjnych konstrukcjach.
Inteligentny oprysk oferuje także francuski koncern Kuhn, który wraz z firmą Carbon Bee stworzył system o nazwie Kuhn I-Spray wykorzystujący czujniki hiperspektralne umieszczone na belce opryskowej. Idea tej technologii wykorzystuje fakt, że każdy materiał organiczny w tym roślina ma swój wzorzec pochłaniania światła, na podstawie którego może być zidentyfikowany. Czujniki dokonują pomiaru światła odbitego przez rośliny o różnych długościach w obszarze widma podczerwieni. Specjalistyczne oprogramowanie na podstawie obrazów hiperspektralnych dokonuje identyfikacji określonych gatunków roślin w tym chwastów znajdujących się na polu. Po zlokalizowaniu niepożądanych roślin system uruchamia rozpylacze, które znajdują się nad chwastami.
Uzupełnieniem systemu I-Spray jest system AutoSpray z rozpylaczami pulsacyjnymi. Każdy rozpylacz w ciągu sekundy otwiera się i zamyka nawet 20-krotnie. Dawka cieczy jest regulowana poprzez precyzyjną zmianę czasu pracy rozpylacza w ciągu sekundy przy tym samym ciśnieniu roboczym. W tym systemie komputer po przetworzeniu przez system obrazów z czujników hiperspektralnych wysyła sygnał do otwierania i zamykania pojedynczych dysz do natrysku chwastów.
Obrazy wykonane przez kamery znajdujące się przed belką obrobione przez specjalistyczne oprogramowanie wykorzystuje oryginalny system See&Spray opracowany przez firmę Blue River Technology wykupioną przez koncern John Deere. W tym rozwiązaniu zastosowano rozpylacze podobne do tych jakie są stosowane w drukarkach atramentowych. Sterowane elektronicznie z komputera centralnego pojedyncze rozpylacze są umieszczone obok siebie. Przypominający zasadą działania pracę drukarki atramentowej układ rozpylaczy nanosi pestycyd na zidentyfikowany obiekt w postaci opryskanego pasa o określonej szerokości i długości. Rozpylacze znajdują się pod osłoną, która zapobiega znoszeniu cieczy. Rozwiązanie ma zastosowanie w ochronie chemicznej upraw rzędowych.
Autor: dr inż. Jacek Skudlarski
