Rozezná plodinu od plevele. Chytrý plečkovací stroj opavského startupu slibuje zemědělství bez chemie - Euro.cz

Zprávy

Přihlášení

Rozezná plodinu od plevele. Chytrý plečkovací stroj opavského startupu slibuje zemědělství bez chemie

,
Rozezná plodinu od plevele. Chytrý plečkovací stroj opavského startupu slibuje zemědělství bez chemie
Zdroj: Ulmanna
  • V Opavě založili zeť a tchán Ullmannovi startup, který kombinuje umělou inteligenci se zemědělským plečkovacím strojem. Zaujali farmáře i startupové soutěže

  • Jejich vynález umožňuje snížit množství úmorné lidské práce, náklady na ekologické zemědělství, ale i ty na konvenční pěstování

  • Princip má zajímavý obchodní potenciál: v zemědělství je na snižování chemie neustálý tlak. Evropská chce do 10 let snížit množství pesticidů o 50 procent a zvýšit množství zemědělské půdy využívané k ekologickému zemědělství na 25 procent

Právě teď na polích v Česku a několika okolních zemích můžete zahlédnout zvláštní úkaz: lidi, kteří chodí mezi rostoucími plodinami se selfie tyčemi a rostliny tam fotí. Ač to tak nebude na první pohled vypadat, jsou to farmáři nebo zemědělští nadšenci. Nefotí sebe, ale plodiny a plevel, který mezi nimi roste. Pomáhají chytrému stroji na pletí z dílny opavskému mladé opavské firmy Ullmanna, aby jedno od druhého s jistotou rozeznal.

„Musíme vytvořit dataset. Velké množství snímků cukrové řepy, které potom ručně anotujeme, popisujeme. Pak data použijeme pro trénování na stroji,“ popisuje Martin Ullmann, spoluzakladatel startupu.

Díky tomu právě, respektive umělá inteligence v něm, rozezná záměrně pěstovanou konkrétní plodinu od plevele. A pak se zaměří na to, aby plodině neublížil, ale plevelu se zbavil.

Stačí k tomu obyčejně vypadající plečka, na ní kamery, které snímají povrch země pod sebou, vyhodnocovací jednotka, tedy počítač, a plecí nože, které se otevírají a zavírají podle počítačových algoritmů.

To může zásadně snížit množství úmorné práce lidí, náklady na ekologické zemědělství, ale i ty na konvenční pěstování. Lze totiž použít daleko menší množství chemie než při konvenčních postupech. Díky výrazně větší znalosti toho, co se vlastně na poli děje, se může chemie nasazovat cíleněji.

Technologie se propojuje s plečkováním, metodou, která plevel nevytrhává, ale podrývá pod ním a okolo něj půdu, takže ho prakticky odstřihne od živin. Plevel pak uschne, půda je prokypřená, zabraňuje se na ní evaporaci vody, a zároveň jsou zde takové podmínky, které zamezují růstu dalšího plevele. Takovou mechanickou činnost zajišťují radličky, které neúnavně na půdě pracují, a nahrazují okopávání motyčkou.

Opravdová rychlost

Sleduje-li lidské oko radličky bořící se do hlíny, neunikne mu fakt, že se pohybují rychle. Jenže dokud nezná majitel tohoto oka všechny podrobnosti, nedocení jejich opravdovou rychlost.

Stroj musí při rychlosti čtyři kilometry za hodinu rozpoznat tři až čtyři rostlinky za sekundu a řídit radlicemi tak, aby těm správným neublížil. Přitom potřebuje počítat se zpožděním, s jakým elektronika zareaguje od pokynu softwaru až po reálné otevření nožů. Obvykle je to minimálně 10 milisekund. Zpoždění může v reálném pohybu radlic utvořit rozdíl jednoho až dvou centimetrů. Přitom aby kolem rostliny nože projely správně, je potřeba strefit se na milimetr.

Otevírání a zavírání nožů ovlivňuje i tuhost hlíny. Čím tvrdší, tím dřív se musí signál do stroje poslat. Jenže i písčitá, která působí lehce, celý proces trochu komplikuje. Je křemenitá a na pohyb velmi těžká. Dalších faktorů je mnoho: výška rostlin, výška půdy, samotná rychlost traktoru i způsob, jak ji odečítat. V Ullmanna to dělají přímo z obrazu, tedy toho, co kamery namířené dolů na pole nasnímají. Konkurence používá kolečko, podle jehož točení po povrchu se dá rychlost odečíst. „Ale obraz je rychlejší a škálovatelnější,“ říká Ullmann.

Firmě dali jméno její zakladatelé Martin a Jindřich Ullmannovi. Foto se souhlasem společnosti Ullmanna

Výsledkem jsou rychlosti pohybu radliček, který lidské oko není schopné správně zaznamenat. „Vypadá to, že stroj seká. Ale jde o plečkování,“ vysvětluje vynálezce.

Za nápadem stojí zeť a tchán Ullmannovi. Když Martin Ullmann vyslechl rozhovor tchána Jindřicha se známým, který chtěl pěstovat bio řepu, ale narážel na drahé stroje a problematickou péči, napadlo uplatnit na řešení problému svoje znalosti IT.

Právě informační technologie totiž studoval, posléze se jimi zabýval v armádě a následně ve společnosti Tieto. Vedl pobočku technologicko-konzultační firmy SwiftExperts nebo Incentage a dělal vlastní konzultantství. Problematika cukrové řepy ho ale nadchla. „Koupil jsem si hračky, začal si s nimi hrát, zjišťoval si podrobnosti o umělé inteligenci a tom, jak čte z obrazu,“ popisuje Ullmann. V roce 2019 s tchánem založili společnost Ullmanna. Stala se jedním z řady českých startupů, které chtějí zařadit chytré technologie do běžného užívání v zemědělství. Jejich pojetí se ale od těch dalších liší. Využití technologií totiž vidí skutečně pohledem zemědělců.

„Běžně se technologie a umělá inteligence v zemědělství představují jako internet věcí, senzory, případně jako něco kouzelného, co vám v cloudu spočítá něco super chytrého. V tom zemědělci vůbec nemusí vidět přidanou hodnotu. My umělou inteligenci používáme na případ, který dává velký smysl. Farmáři je velice snadno vysvětlitelný,“ říká Ullmann. IT, respektive umělá inteligence, tady zajistí řešení alespoň části zemědělství bez použití chemie.

Už to je obchodně velmi zajímavé. V zemědělství je totiž na její snižování neustálý tlak. Evropská unie se zavázala, že do 10 let sníží množství pesticidů o 50 procent a zvýší množství zemědělské půdy využívané k ekologickému zemědělství na 25 procent. Jenže chtějí-li se farmáři vyhnout chemii, standardně musí plevel odstraňovat prostě motykami. Případně investovat do strojů, které ale obvykle neumějí zasahovat do řádků, kde rostou skutečně pěstované plodiny, a pohybují se tak jen mezi nimi.

Datová analýza v zemědělství. CleverFarm Adama Zlotého pomáhá farmářům hospodařit šetrněji a výnosněji

„Náš stroj sníží množství herbicidů o 80 procent a pesticidů o 40 procent,“ vypočítává Ullmann. Šestiřádkové zařízení – tedy to, které se najednou věnuje šesti řadám, ve kterých je plodina vysazená – podle něj nahradí práci minimálně 60 lidí.

To je druhý zajímavý moment. „Třeba v Rakousku, kde mají cukrovou řepu ‚v biu‘ na 10 či 15 hektarech a chtěli by víc, skutečně zvýšit tu plochu nemůžou. Nemají na to lidi, kteří by ji okopávali,“ vysvětluje Ullmann.

Okopáváme!

Cukrová řepa je významná zemědělská plodina, pro niž jsou ve střední Evropě ideální podmínky. Jenže pokud ji tu zemědělci chtějí vypěstovat, musejí během pěti týdnů na pole vyrazit až čtyřikrát. Vysetá řepa totiž může růst o poznání pomaleji než plevel, a pokud se ho nezbaví, plodině se nebude dařit. Okopává se buď strojově, nebo ručně, a v každém případě se postup opakuje do té doby, než se řepa takzvaně zatáhne. Tedy než jsou její listy tak velké, že kompletně zakryjí řádek, kde roste, takže už pod nimi plevel nemá šanci.

V případě, že se pole postříká proti plevelu chemií, může zabít malé rostlinky. Pokud přežijí, jejich růst se výrazně zpomalí. A pak je tu řada dalších nebezpečí: konkrétně letos přišly nejprve prudké deště a následně horké slunce, takže se na polích vytvořily takzvané škraloupy. „V podstatě beton, což je pro řepu taky velice nebezpečné. Spousta zemědělců proto letos plečkovala aspoň v meziřádku, aby hlínu rozbila a kyslík šel do půdy. Jinak to plodinu uškrtí. Stává se, že je bez toho třeba zaorat a znovu vysít,“ vysvětluje Martin Ullmann.

I to je důvod, proč se farmáři o novou technologii zajímají, ač je teprve v počátku. Ullmanna má totiž zatím k dispozici jeden stroj, který střídavě testuje a poskytuje farmářům. Postupně ho vylepšuje a plánuje představit novou verzi. Aktuálně spolupracuje s farmáři ve čtyřech zemích: v Česku, na Slovensku, v Rakousku a Polsku. V tuzemsku má první platící farmu, se strojem firma prošla úspěšně první sezónu a stále sbírá fotky jednotlivých plodin. Potřebuje mít fotky rostlin ve všech fázích vývoje, což znamená až stovky hodin trénování umělé inteligence. Nyní má k dispozici zhruba 200 tisíc anotovaných fotek cukrové řepy a anotuje dál: zelí, dýni, česnek, slunečnici, saláty, cibuli či kukuřici. Obrázky ale potřebuje sbírat za všech představitelných podmínek. Když je mokro, den, noc, slunce, zataženo, když jsou rostlinky pošlapané i okousané.

Za jednu z hlavních předností svého řešení označují zakladatelé rychlost, stroj se pohybuje po poli rychlostí čtyř kilometrů v hodině. Foto se souhlasem společnosti Ullmanna

Firma získala na rozvoj grant z Evropské unie ve výši přes 10 milionů korun a účastnila se programu CzechStarter od CzechInvestu. Díky této organizaci možná pojede ověřovat svůj stroj i na americký trh. Připravuje se na výstavu v Hannoveru, kde by se o stroji měli dozvědět další zemědělci. „Cukrová řepa se pěstuje v naší hemisféře po celém světě. Nevidím důvod, proč by řešení nemělo být možné nasadit kdekoliv. Navíc přidáváme další plodiny,“ říká Ullmann.

Firma postupně zaujala na soutěžích CzechInvest Startup Challenge, všiml si jí GreenLight akcelerátor a je v užším výběru akcelerátoru MassChallenge Switzerland. Programy napojily zakladatele na zajímavé mentory a peníze umožnily mimo jiné pořídit například 3D tiskárnu, na které tu tisknou držáky a další potřebná zařízení.

Ullmanna má zatím jen zahraniční konkurenci, která se ale podle Martina Ullmanna buď zaměřuje jiným způsobem (jedno ze zařízení například likviduje plevel laserem), nebo je pomalejší, případně obojí. „Výzva je právě v tom, aby model fungoval co nejrychleji. Se čtyřmi kilometry za hodinu jsme nejdál na světě. Rychlost konkurence jsou dva kilometry za hodinu. To je ale velký rozdíl, jestli za den projedete 20 nebo 10 hektarů,“ říká.

Robotraktor ničí plevel laserem. Za hodinu zlikviduje sto tisíc rostlin

Celkové náklady na dosavadní vývoj Ullmann vyčísluje zhruba na 20 milionů korun. Zatím pro firmu pracuje zhruba šest lidí, kterým podle něj dává smysl účastnit se něčeho, co má velký dopad pro společnost.

„Dřív jsem pracoval v bankovnictví a vše bylo o tom, jak přinést větší zisky. To ve skutečnosti není něco, co by lidi chtěli dlouhodobě dělat. Takové smýšlení i trochu akceleroval i covid. Lidi začínají přemýšlet, jaký význam má to, na čem pracují. Náš plán je zajímá a oslovují nás. A teď je šance dostat se na trh a uspět,“ věří Ullmann.