Co oznacza termin Rolnictwo 4.0? W jakim stopniu najnowsze technologie oddziałują na codzienną prace na gospodarstwie? Czy roboty i automatyka zastąpią zupełnie rolnika? O tym i wielu innych aspektach najnowszych technologii rozmawiałam z dr. inż. Jackiem Skudlarskim. Zapraszam do lektury!
Dzień dobry! Na początek proszę przedstawić się naszym czytelnikom
Dzień dobry. Dr inż. Jacek Skudlarski, Instytut Inżynierii Mechanicznej SGGW. Jestem adiunktem dydaktycznym. Prowadzę przedmioty z zakresu techniki rolniczej, procesów 
produkcyjnych w rolnictwie i eksploatacji maszyn rolniczych. Od ponad 10 laty współpracuję z prasa rolniczą jako autor artykułów o szeroko pojętej technice rolniczej, a szczególnie o rolnictwie precyzyjnym i Rolnictwie 4.0. Od około czterech lat prowadzę na Facebooku blog o nazwie „Rolnictwo 4.0 – rolnictwo przyszłości”, w którym umieszczam treści głownie o Rolnictwie 4.0, ale również i o technice rolniczej czy ogólnie o zagadnieniach związanych z rolnictwem.
Zacznijmy od tego czym w ogóle jest rolnictwo 4.0?
Termin Rolnictwo 4.0. Wyrażę trzema podstawowymi słowami: automatyzacja, cyfryzacja i robotyzacja. Inaczej mówiąc Rolnictwo 4.0 to system produkcji żywności wykorzystujący najnowsze rozwiązania techniczne i technologie, ale również inny sposób zarządzania gospodarstwem. Zarządzanie opierające się na danych pochodzących z różnych obszarów gospodarstwa pozyskiwanych w tzw. czasie bieżącym. Rolnictwo 4.0 to również spojrzenie na gospodarstwo jak na przedsiębiorstwo, w którym głównym celem jest zysk. Stąd właściciel gospodarstwa rolnego podobnie jak dyrektor przedsiębiorstwa przemysłowego musi mieć na uwadze wszelakie wskaźniki efektywności produkcji i koszty wytwarzania poszczególnych płodów rolnych. Musi on mieć świadomość, że jego plantacje czy stada zwierząt to swego rodzaju linie produkcyjne, w których końcowym produktem jest produkt żywnościowy. Oczywiście z racji tego, że rośliny czy zwierzęta to istoty biologiczne rolnik musi szanować zasoby przyrody, bo dzięki nim może produkować. Tak więc produkcja w gospodarstwie powinna być jak najmniej szkodliwa dla środowiska naturalnego, ale jednocześnie musi być ona opłacalna. Rolnictwo 4.0 to również sposób zarządzania gospodarstwem godzący ze sobą kwestie opłacalności produkcji i ochrony środowiska naturalnego.
A dlaczego 4.0? Co to oznacza?
4.0 to symbol czwartej rewolucji technologicznej. Rozwój technologiczny ludzkości został podzielony na cztery okresy stąd oznaczenia 1.0, 2.0, 3,0 i 4.0 . Każdy z tych okresów (rewolucji) został zapoczątkowany szeregiem wynalazków, które zmieniły obraz przemysłu jak również gospodarki. Rewolucję 1.0 zapoczątkowało wynalezienie maszyny parowej, która zastąpiła pracę ludzi oraz zwierząt. Rewolucja 1.0 przyczyniła się do powstania przemysłu. Maszyny parowe znalazły zastosowanie również w rolnictwie.
Rewolucję 2.0 zainicjowało szereg wynalazków. Do tych, które zmieniły obraz rolnictwa zalicza się elektryczność oraz silnik spalinowy, pojazd samochodowy jak również ciągnik rolniczy. Można powiedzieć, że to od ciągnika rozpoczęła się mechanizacja rolnictwa. Warto mieć na uwadze, że obecnie marki znane z rynku samochodowego produkowały również ciągniki rolnicze. Mało kto obecnie kojarzy takie marki jak Porsche i Ferrari z ciągnikami rolniczymi, a były one dostępne w ofercie tych firm.
Rewolucja 2.0 w rolnictwie to również nawozy mineralne, pestycydy i inżynieria genetyczna.
Rewolucja 3.0 w przemyśle, ale i po części w rolnictwie również to wynalezienie układów elektronicznych i połączenie ich z konstrukcjami mechanicznymi. To pierwsze automaty i roboty przemysłowe oraz komputery i systemy informatyczne. Rozwiązania te znacznie zmieniły obraz przemysłu. Można powiedzieć, że to właśnie podczas rewolucji 3.0 powstały i zaczęły rozwijać się takie dziedziny jak automatyka, cyfryzacja i robotyzacja.
W przypadku rolnictwa trzonem rewolucji 3.0 stały się systemy nawigacji satelitarnej i teledetekcja satelitarna. Rolnictwo 3.0 najczęściej określane jest mianem Rolnictwa Precyzyjnego.
Rewolucja 4.0 zarówno w przemyśle jak i w rolnictwie to dalszy rozwój automatyzacji, cyfryzacji i robotyzacji do których dołącza Internet, poprzez który maszyny i różnego rodzaju urządzenia można połączyć w jedną wielką sieć. Umożliwia to pozyskiwanie danych za pomocą czujników i innych urządzeń znajdujących się w różnych miejscach oraz ich dwukierunkową wymianę.
Charakterystyczne dla Rewolucji 4.0 są olbrzymie i stale rosnące zasoby danych (tzw. Big Data), które można wykorzystać do podejmowania decyzji dotyczących produkcji jak i tych biznesowych. Jednakże do analizy danych potrzebne są odpowiednie narzędzia. Takimi narzędziami są algorytmy sztucznej inteligencji.
Jakie są największe wyzwania i trudności związane z Rolnictwem 4.0?
Wszakże Rolnictwo 4.0 oferuje szereg rozwiązań i technologii, które okazują się przydatne w gospodarstwach chcących funkcjonować w obecnej, trudnej dla nich rzeczywistości to jednak cyfrowa transformacja gospodarstw rolnych przebiega w wolnym tempie. Przyczyn tego stanu jest wiele i można je pogrupować na bariery psychologiczne, ekonomiczne, techniczne i administracyjne.
Bariery psychologiczne wynikają z obaw rolników, zwłaszcza ludzi starszych odnośnie technologii. Rolnicy mogą odczuwać lęk przed tym, że nie poradzą sobie z obsługą danej technologii i że jej opanowanie będzie dla nich za trudne. Są wśród nich osoby słabo radzące sobie z komputerem jaki i smartfonem. W wielu przypadkach obawy odnośnie technologii wynikają z niewiedzy o danych technologiach, jak i korzyściach jakie mogą one oferować.
Bariery ekonomiczne to z jednej strony jeszcze wysokie ceny niektórych nowoczesnych rozwiązań, które są bardziej odczuwalne w czasach kryzysu ekonomicznego. Druga strona to wyniki finansowe gospodarstw rolnych. Pogorszenie się opłacalności produkcji przyczynia się do tego, że gospodarstwa mogą powstrzymywać się z inwestycjami. Z pewnością lepsza sytuacja w rolnictwie przełoży się na wzrost popytu na nowoczesne rozwiązania.
Jednakże konieczność wytrzymania gospodarstwa w kryzysie w rolnictwie może zachęcać rolników do poszukiwania rozwiązań jakie zaoferują oszczędności w zużyciu energii i pozostałych środków do produkcji.
Zakładam, że wraz z upowszechnieniem się nowych technologii staną się one tańsze. Do tego stanu przyczynić się może pojawienie się nowych firm na rynku oferujących podobne rozwiązania techniczne. Inaczej mówiąc konkurencja obligująca dotychczasowych producentów do redukcji cen.
Pomocne w pokonaniu barier ekonomicznych mogą być programy dofinansowania zakupu rozwiązań z zakresu Rolnictwo 4.0. Jeden z takich programów mamy już za sobą. Jak się okazało cieszył się on dużym zainteresowaniem. Miejmy nadzieję że będą kolejne programy, oczywiście z większą pulą pieniędzy.
Rozmawiając o Rolnictwie 4.0 nie można nie wspomnieć o rozwoju Internetu Rzeczy. Wyjaśnij co to takiego i w jakim stopniu oddziałuje na codzienną prace na gospodarstwie?
Internet Rzeczy (z ang. IoT – Internet of Things) – to wielka sieć połączonych ze sobą różnego rodzaju urządzeń pomiarowych, sterowników i komputerów pokładowych maszyn i urządzeń, centrów danych, chmur obliczeniowych, komputerów, smartfonów, tabletów i jeszcze innych urządzeń, które można podłączyć do Internetu. Te połączone ze sobą elementy (obiekty) mogą się ze sobą komunikować w trybie automatycznym.
Przede wszystkim Internet Rzeczy ma na celu pozyskiwanie danych z rozproszonych przestrzennie urządzeń pomiarowych i przekazanie ich do „miejsca składowania” którym może być centrum danych lub chmura obliczeniowa. Dostęp do danych odbywa się również przez Internet nie tylko za pomocą komputera, ale również smartfonu i tabletu.
W rolnictwie urządzeniami pomiarowymi są stacje pogodowe (czyli zestaw różnego rodzaju czujników), czujniki umieszczone w glebie, w szklarniach, budynkach inwentarskich, na maszynach i zwierzętach. Czujniki te w tzw. czasie bieżącym dostarczają szeregu danych, dzięki którym rolnicy mają podgląd na przebieg pogody nad daną plantacją, warunki glebowe, warunki panujące w szklarniach, oborach, chlewniach czy też pracę maszyn. Dzięki temu mogą oni szybko interweniować w przypadku wystąpienia anomalii w uprawie czy chowie zwierząt.
Internet Rzeczy to również komunikacja w drugą stronę, czyli przekazywanie danych do sterowników maszyn by zdalnie sterować nimi również w trybie automatycznym bez ingerencji człowieka. To także przesyłanie zadań do operatorów maszyn czy też map aplikacyjnych do nawożenia, siewu czy opryskiwania.
Co daje IoT w gospodarstwach rolnych? Przede wszystkim Internet Rzeczy umożliwia zbieranie danych z różnych obszarów gospodarstwa, dzięki którym rolnicy mogą monitorować przebieg tzw. procesów produkcyjnych oraz podejmować decyzje produkcyjne oraz biznesowe. Rolnik nie musi non stop wykonywać objazdu pól. W tym pomogą mu czujniki, a dane będzie miał pod ręką – w swoim smartfonie.
Z drugiej strony Internet pozwala na zdalne sterowanie urządzeniami czy całymi instalacjami również w trybie automatycznym. Mając w ręku smartfon z odpowiednią aplikacją rolnik może zdalnie np. uruchomić deszczownię. Zintegrowana ze stacjami pogodowymi i czujnikami polowymi deszczowania może uruchomić się sama i sama wyłączyć informując o tym użytkownika. Jak widać Internet Rzeczy to również wygoda.
Czy rolnicy chętnie korzystają z najnowszych technologii? Co ich hamuje przed wdrażaniem tego w swoich gospodarstwach?
Z pewnością ci rolnicy, którzy nabyli nowe technologie chętnie z nich korzystają, aczkolwiek jest jeszcze wielu rolników wstrzymuje się lub nie rozważa wdrażania nowych rozwiązań technicznych. Przyczyny tego stanu co wspomniałem wcześniej są różne. Są to bariery psychologiczne, ekonomiczne, techniczne i administracyjnie.
Które z proponowanych przez Rolnictwo 4.0 rozwiązań jest najpowszechniej stosowanym?
Nie dysponuję pełną informacją w tym zakresie, ale zakładam, że wśród najczęściej nabywanych rozwiązań znajdują się stacje pogodowe i systemy informatyczne je obsługujące. Z pewnością dominują nawigacje rolnicze, które są charakterystycznym rozwiązaniem zarówno Rolnictwa 3.0 (Rolnictwa Precyzyjnego), ale również i rolnictwa 4.0. Z tym, że nawigacje rozbudowane o funkcje zmiennego dawkowania nawozów i nasion oraz wyłączania sekcji maszyn (tzw. Section Control).
Co nas czeka w przyszłości przy takim rozwoju technologii i sztucznej inteligencji?
Z pewnością dalszy rozwój Internetu Rzeczy z racji upowszechnienia się technologii 5G, a tym samym i możliwości pozyskiwania danych. Dzięki technologii 5G będzie możliwe pozyskanie jeszcze większego zasobu danych.
Sztuczna inteligencja, która stale i szybko się rozwija i będzie się rozwijać znajdzie coraz to szersze zastosowanie w rolnictwie głównie do analizy danych, których zasoby stale będą się powiększać. Jednakże w przyszłości powszechni mogą się stać tzw. wirtualni asystenci obecni w maszynach, szklarniach czy budynkach inwentarskich. Będą oni wykonywać określone polecania wydane głosowo przez rolnika jak również informować rolnika o różnych rzeczach np. anomaliach jakie wskażą czujniki.
Sztuczna inteligencja będzie też podstawą w autonomicznych maszynach, które będą musiały posiadać „mózg” by samodzielnie podejmować decyzje.
Roboty i autonomiczne pojazdy to kolejny trend w rolnictwie, który będzie się rozwijał.
Czy przyjdzie taki czas, kiedy roboty i automatyka zastąpią zupełnie rolnika?
Bardzo możliwe, że może to nastąpić ale to z pewnością będzie miało miejsce w dalszej przyszłości. Dużo też zależy w jakim kierunku pójdą zmiany w rolnictwie. Czy sektor rolny zdominują duże gospodarstwa czy agroholdingi czy pozostaną w rolnictwie małe gospodarstwa?
Świat pod względem technologicznym bardzo silnie się rozwija. Postęp technologiczny będzie też zmieniał obraz rolnictwa, stąd automaty i roboty oraz sztuczna inteligencja mogą w gospodarstwach rolnych wykonywać większość czynności dotychczas wykonywanych przez człowieka. Czy nowoczesne technologie zastąpią zupełnie rolnika? Zakładam, że nie ale w dużym stopniu zautomatyzowane i zrobotyzowane gospodarstwo rolne może mieć ograniczone potrzeby do zatrudniania pracowników fizycznych. Rolnik w takim gospodarstwie będzie raczej zarządcą i za pomocą cyfrowych technologii będzie zarządzał pracą maszyn i urządzeń i nadzorował przebieg produkcji.
