Η συνεχής εξέλιξη των ψηφιακών τεχνολογιών δημιουργεί νέες προοπτικές για τον εκσυγχρονισμό του πρωτογενούς τομέα, συμβάλλοντας στην ανάπτυξη ενός περισσότερο αποδοτικού, βιώσιμου και τεχνολογικά προηγμένου μοντέλου γεωργικής παραγωγής.

Σε αυτή την κατεύθυνση, το Εργαστήριο Δικτύων και Τηλεπικοινωνιών του Πανεπιστημίου Θεσσαλίας δραστηριοποιείται στον τομέα της Γεωργίας Ακριβείας, όπως τονίζει στο Αθηναϊκό – Μακεδονικό Πρακτορείο Ειδήσεων ο Αθανάσιος Κοράκης, διευθυντής του Εργαστηρίου Δικτύων και Τηλεπικοινωνιών του Πανεπιστημίου Θεσσαλίας, αξιοποιώντας σύγχρονες τεχνολογίες δορυφορικής τηλεπισκόπησης, αισθητήρων πεδίου και καλλιέργειας, καταγραφής και ανάλυσης δεδομένων και ρομποτικών συστημάτων.

Βασικός στόχος των δραστηριοτήτων του Εργαστηρίου είναι η ανάπτυξη και εφαρμογή καινοτόμων τεχνολογικών λύσεων που υποστηρίζουν την εξατομικευμένη λήψη τεκμηριωμένων αποφάσεων στη γεωργική παραγωγή, συμβάλλοντας στη βέλτιστη διαχείριση των φυσικών πόρων, στη μείωση του κόστους παραγωγής και στον περιορισμό των περιβαλλοντικών επιπτώσεων των καλλιεργητικών πρακτικών.

AGRILABS: Αγροτικά Βιωματικά Εργαστήρια για τη μεταφορά της καινοτομίας στην πράξη

Σημαντική πρωτοβουλία για τη διάδοση και την πρακτική αξιοποίηση των σύγχρονων τεχνολογιών στον πρωτογενή τομέα αποτελεί το έργο AGRILABS – Αγροτικά Βιωματικά Εργαστήρια, το οποίο αναπτύσσεται στις αγροτικές εκτάσεις του Πανεπιστημίου Θεσσαλίας στη Λάρισα, συνολικής έκτασης περίπου 800 στρεμμάτων. Το έργο χρηματοδοτείται από το υπουργείο Ανάπτυξης, μέσω της Γενικής Γραμματείας Έρευνας και Καινοτομίας και έχει ως επιστημονικό υπεύθυνο τον πρύτανη του Πανεπιστημίου Θεσσαλίας, κ. Χαράλαμπο Μπιλλίνη.

Το AGRILAB, σύμφωνα με τον ίδιο, δημιουργεί ένα δυναμικό περιβάλλον επίδειξης, εκπαίδευσης και πειραματισμού, στο οποίο η επιστημονική έρευνα συνδέεται άμεσα με τις πραγματικές ανάγκες της γεωργικής παραγωγής. Βασική φιλοσοφία των Αγροτικών Βιωματικών Εργαστηρίων είναι η ενεργή συμμετοχή των παραγωγών στη διαδικασία γνωριμίας, αξιολόγησης και υιοθέτησης καινοτόμων τεχνολογικών λύσεων. Μέσα από τη συνεργασία με επιστήμονες, ερευνητές και καινοτόμες επιχειρήσεις, οι συμμετέχοντες έχουν τη δυνατότητα να έρθουν σε άμεση επαφή με σύγχρονες εφαρμογές Γεωργίας Ακριβείας, να κατανοήσουν τις βασικές αρχές λειτουργίας τους και να αξιολογήσουν τα πιθανά οφέλη από την ενσωμάτωσή τους στις καθημερινές καλλιεργητικές πρακτικές.

Ιδιαίτερο χαρακτηριστικό του έργου αποτελεί το γεγονός ότι τα βιωματικά εργαστήρια λειτουργούν σε πραγματικές συνθήκες γεωργικής παραγωγής, επιτρέποντας την επίδειξη και τη δοκιμή τεχνολογιών απευθείας στο πεδίο. Με τον τρόπο αυτό, οι παραγωγοί δεν περιορίζονται στη θεωρητική ενημέρωση, αλλά αποκτούν πρακτική εμπειρία σχετικά με τη χρήση και τις δυνατότητες των νέων εργαλείων. Παράλληλα, προσθέτει, έχουν την ευκαιρία να συζητήσουν με τους επιστημονικούς και τεχνολογικούς φορείς, να διατυπώσουν προβληματισμούς και να διερευνήσουν τρόπους προσαρμογής των προτεινόμενων λύσεων στις ιδιαίτερες ανάγκες των εκμεταλλεύσεών τους. Στο πλαίσιο αυτό, τεχνολογίες όπως η δορυφορική παρακολούθηση των καλλιεργειών, τα συστήματα αισθητήρων, οι ψηφιακές εφαρμογές υποστήριξης λήψης αποφάσεων και τα γεωργικά ρομποτικά συστήματα αποτελούν χαρακτηριστικά παραδείγματα καινοτομιών που μπορούν να αναδειχθούν μέσα από βιωματικές δράσεις και επιδείξεις πεδίου.

Η συγκεκριμένη προσέγγιση συμβάλλει στη γεφύρωση του χάσματος μεταξύ επιστημονικής έρευνας και γεωργικής πρακτικής, ενισχύοντας την εξοικείωση των παραγωγών με τις νέες τεχνολογίες και περιορίζοντας τα εμπόδια που συχνά δυσχεραίνουν την υιοθέτησή τους. Μέσα από το έργο AGRILAB, αναδεικνύεται η σημασία της βιωματικής εκπαίδευσης και της συνεργασίας ως βασικών παραγόντων για την επιτάχυνση του ψηφιακού μετασχηματισμού της ελληνικής γεωργίας, με απώτερο στόχο τη διαμόρφωση ενός περισσότερο ανταγωνιστικού, αποδοτικού και περιβαλλοντικά βιώσιμου πρωτογενούς τομέα.

Η μεταφορά της καινοτομίας στην πράξη προϋποθέτει, τονίζει ο κ. Κοράκης στο ΑΠΕ-ΜΠΕ, και την ανάπτυξη αξιόπιστων ψηφιακών εργαλείων. Σε αυτή την κατεύθυνση εντάσσονται οι εφαρμογές Γεωργίας Ακριβείας που υλοποιεί το Εργαστήριο, από την επεξεργασία δεδομένων καλλιέργειας έως την παρακολούθηση από αέρος και τις στοχευμένες ρομποτικές παρεμβάσεις.

Για την υποστήριξη αυτών των εφαρμογών, το Εργαστήριο αξιοποιεί την ψηφιακή πλατφόρμα Agronit για την υλοποίηση εφαρμογών Γεωργίας Ακριβείας, με έμφαση στη συλλογή, επεξεργασία και αξιοποίηση γεωργικών δεδομένων. Μέσω της πλατφόρμας υποστηρίζεται η παρακολούθηση των καλλιεργειών και η ανάπτυξη συστημάτων υποστήριξης λήψης αποφάσεων, με στόχο τη βελτιστοποίηση των καλλιεργητικών πρακτικών και την αποτελεσματικότερη διαχείριση των γεωργικών εισροών. Η αξιοποίηση του Agronit συμβάλλει στη μετατροπή των δεδομένων που συλλέγονται από διαφορετικές τεχνολογικές πηγές σε χρήσιμη πληροφορία για τον παραγωγό, ενισχύοντας τη δυνατότητα εφαρμογής εξατομικευμένων πρακτικών διαχείρισης των καλλιεργειών.

Αξιοποίηση δορυφορικών δεδομένων για την παρακολούθηση και διαχείριση των καλλιεργειών

Ένας από τους βασικούς άξονες δραστηριοποίησης του Εργαστηρίου, σημειώνει επίσης ο κ. Κοράκης, αποτελεί η αξιοποίηση της δορυφορικής τηλεπισκόπησης για τη συστηματική παρακολούθηση των καλλιεργειών και την αξιολόγηση της ανάπτυξής τους. Μέσω της επεξεργασίας δορυφορικών εικόνων και της ανάλυσης εξειδικευμένων δεικτών βλάστησης, καθίσταται δυνατή η παρακολούθηση της φυτικής ανάπτυξης, η εκτίμηση της φυλλικής επιφάνειας και η αναγνώριση χωρικών διαφοροποιήσεων εντός των αγροτεμαχίων.

Η αξιοποίηση δεικτών φυλλικής επιφάνειας παρέχει πολύτιμες πληροφορίες σχετικά με την κατάσταση και τη δυναμική ανάπτυξης των καλλιεργειών. Ιδιαίτερη έμφαση δίνεται στη βελτιστοποίηση της διαχείρισης της άρδευσης, μέσω της αξιοποίησης δορυφορικών δεδομένων για την εκτίμηση και την εξατομίκευση των αρδευτικών αναγκών. Συνδυάζοντας πληροφορίες σχετικά με τη φυτική ανάπτυξη, τις επικρατούσες μετεωρολογικές συνθήκες και τα χαρακτηριστικά των καλλιεργειών, αναπτύσσονται προσεγγίσεις που επιτρέπουν τον ακριβέστερο υπολογισμό των απαιτήσεων σε νερό, υποστηρίζοντας την ορθολογική χρήση των διαθέσιμων υδατικών πόρων.

Παράλληλα, εξηγεί στο ΑΠΕ-ΜΠΕ, η ανάλυση πολυφασματικών δορυφορικών δεδομένων συμβάλλει στον εντοπισμό ενδείξεων καταπόνησης των φυτών, οι οποίες ενδέχεται να σχετίζονται με ασθένειες, υδατικό στρες ή ελλείψεις θρεπτικών στοιχείων. Με τον τρόπο αυτό, οι παραγωγοί μπορούν να εντοπίζουν έγκαιρα περιοχές που απαιτούν περαιτέρω διερεύνηση και να προχωρούν σε περισσότερο στοχευμένες καλλιεργητικές παρεμβάσεις. Η συγκεκριμένη προσέγγιση ενισχύει τη μετάβαση από τις ομοιόμορφες γεωργικές πρακτικές σε ένα μοντέλο διαχείρισης προσαρμοσμένο στις πραγματικές ανάγκες κάθε αγροτεμαχίου.

Αξιοποίηση μη επανδρωμένων εναέριων οχημάτων (Drones) στη Γεωργία Ακριβείας

Σημαντικό ρόλο στις εφαρμογές Γεωργίας Ακριβείας διαδραματίζει και η αξιοποίηση μη επανδρωμένων εναέριων οχημάτων (UAVs – Drones), τα οποία προσφέρουν δυνατότητες παρακολούθησης των καλλιεργειών με υψηλή χωρική ανάλυση και μεγάλη ευελιξία στη συλλογή δεδομένων. Μέσω της χρήσης κατάλληλων οπτικών και πολυφασματικών καμερών, σύμφωνα με τον καθηγητή, τα drones επιτρέπουν τη λεπτομερή αποτύπωση της κατάστασης των καλλιεργειών, την εκτίμηση της φυτικής ανάπτυξης και τον εντοπισμό περιοχών που παρουσιάζουν ενδείξεις υδατικής ή θρεπτικής καταπόνησης, προσβολών από ασθένειες ή ανομοιομορφίας στην ανάπτυξη των φυτών.

Παράλληλα, η επεξεργασία των δεδομένων που συλλέγονται μπορεί να οδηγήσει στη δημιουργία χαρτών βλάστησης και χωρικής παραλλακτικότητας, υποστηρίζοντας την εφαρμογή στοχευμένων καλλιεργητικών παρεμβάσεων. Η συνδυαστική αξιοποίηση δορυφορικών δεδομένων και εικόνων από drones επιτρέπει τη συστηματική παρακολούθηση μεγάλων γεωργικών εκτάσεων μέσω δορυφόρων και τη λεπτομερέστερη διερεύνηση συγκεκριμένων περιοχών μέσω εναέριων αποστολών. Με τον τρόπο αυτό, ενισχύεται η ακρίβεια της γεωργικής παρακολούθησης και παρέχονται στους παραγωγούς περισσότερες πληροφορίες για την ορθολογική διαχείριση των καλλιεργειών, τη βελτιστοποίηση των εισροών και την έγκαιρη αντιμετώπιση πιθανών προβλημάτων.

Ανάπτυξη ρομποτικών συστημάτων για στοχευμένη αντιμετώπιση ζιζανίων

Εξίσου σημαντική είναι η δραστηριότητα του Εργαστηρίου στον τομέα της γεωργικής ρομποτικής, με χαρακτηριστικό παράδειγμα την ανάπτυξη ενός ρομποτικού συστήματος για τη στοχευμένη αντιμετώπιση ζιζανίων μέσω ψεκασμού. Το συγκεκριμένο σύστημα αποτελεί μια καινοτόμο προσέγγιση στη διαχείριση των ζιζανίων της καλλιέργειας, καθώς επιτρέπει την κίνηση του ρομπότ εντός του αγροτεμαχίου και την εφαρμογή φυτοπροστατευτικών προϊόντων σε συγκεκριμένα σημεία όπου εντοπίζεται η παρουσία ζιζανίων.

Ο χειρισμός του πραγματοποιείται μέσω ειδικού χειριστηρίου, παρέχοντας στον χρήστη τη δυνατότητα ελέγχου της κίνησης και της λειτουργίας ψεκασμού. Σε αντίθεση με τις συμβατικές πρακτικές καθολικού ψεκασμού, η στοχευμένη εφαρμογή μπορεί να περιορίσει σημαντικά τις ποσότητες ζιζανιοκτόνων που χρησιμοποιούνται, μειώνοντας παράλληλα το οικονομικό κόστος και την επιβάρυνση του περιβάλλοντος. Επιπλέον, η δυνατότητα επέμβασης σε συγκεκριμένες περιοχές του αγροτεμαχίου συμβάλλει στην αποτελεσματικότερη διαχείριση των ζιζανίων.

Ένα ιδιαίτερα ενδιαφέρον τεχνολογικό χαρακτηριστικό του συστήματος είναι η ενσωμάτωση τεχνολογίας Εικονικής Πραγματικότητας (Virtual Reality – VR), η οποία επιτρέπει την απομακρυσμένη παρακολούθηση και τον χειρισμό του ρομπότ. Μέσω του περιβάλλοντος VR, ο χρήστης αποκτά τη δυνατότητα να παρακολουθεί τη λειτουργία του συστήματος και να πραγματοποιεί χειρισμούς χωρίς να απαιτείται η φυσική παρουσία του στο πεδίο.

Η συγκεκριμένη λειτουργία δημιουργεί σημαντικές προοπτικές για τη μείωση των μετακινήσεων των παραγωγών, τον περιορισμό της ανάγκης χρήσης βαρέος γεωργικού εξοπλισμού και τη βελτίωση της λειτουργικής ευελιξίας των γεωργικών εργασιών. Παράλληλα, η αξιοποίηση τέτοιων τεχνολογιών αναδεικνύει τις δυνατότητες συνδυασμού της ρομποτικής με τις σύγχρονες τηλεπικοινωνίες, δημιουργώντας τις προϋποθέσεις για την ανάπτυξη ολοένα και πιο προηγμένων εφαρμογών απομακρυσμένης γεωργικής διαχείρισης.

Ολοκληρωμένες ψηφιακές λύσεις για τη γεωργία του μέλλοντος

Τέλος, πέρα από τη δορυφορική τηλεπισκόπηση και τη ρομποτική, το Εργαστήριο, σύμφωνα με τον διευθυντή κ. Κοράκη, δραστηριοποιείται και στην αξιοποίηση αισθητήρων και τεχνολογιών συλλογής δεδομένων πεδίου, οι οποίες μπορούν να συμπληρώνουν τις πληροφορίες που προέρχονται από τις δορυφορικές παρατηρήσεις. Ο συνδυασμός δεδομένων διαφορετικών πηγών δημιουργεί τη δυνατότητα ανάπτυξης ολοκληρωμένων συστημάτων υποστήριξης λήψης αποφάσεων, προσφέροντας στους παραγωγούς μια πληρέστερη εικόνα της κατάστασης των καλλιεργειών τους.

Παράλληλα, η αξιοποίηση προηγμένων μεθόδων επεξεργασίας δεδομένων και Τεχνητής Νοημοσύνης αποτελεί μια σημαντική προοπτική για την περαιτέρω εξέλιξη των συγκεκριμένων εφαρμογών. Αλγόριθμοι μηχανικής μάθησης μπορούν να υποστηρίξουν την ανάλυση μεγάλου όγκου δορυφορικών και επιτόπιων δεδομένων, ενώ τεχνικές μηχανικής όρασης μπορούν να ενισχύσουν τις δυνατότητες των ρομποτικών συστημάτων για την αναγνώριση ζιζανίων και την υποστήριξη αυτοματοποιημένων παρεμβάσεων. Οι συγκεκριμένες τεχνολογικές προσεγγίσεις αποκτούν ιδιαίτερη σημασία υπό το πρίσμα των σύγχρονων προκλήσεων που αντιμετωπίζει ο πρωτογενής τομέας, όπως η αυξανόμενη πίεση στους διαθέσιμους υδατικούς πόρους, το υψηλό κόστος των γεωργικών εισροών και η ανάγκη περιορισμού των περιβαλλοντικών επιπτώσεων. Η ακριβέστερη εκτίμηση των αρδευτικών αναγκών, η έγκαιρη αναγνώριση προβλημάτων στις καλλιέργειες και η στοχευμένη εφαρμογή φυτοπροστατευτικών προϊόντων μπορούν να συμβάλουν στην εξοικονόμηση πόρων, στη μείωση του κόστους παραγωγής και στην ενίσχυση της περιβαλλοντικής βιωσιμότητας. Για να καταλήξει τονίζοντας:

«Μέσα από την ανάπτυξη και αξιοποίηση προηγμένων τεχνολογιών δορυφορικής τηλεπισκόπησης, ρομποτικής και ψηφιακών συστημάτων, σε συνδυασμό με πρωτοβουλίες βιωματικής εκπαίδευσης και μεταφοράς τεχνογνωσίας, όπως το έργο AGRILABS, το Εργαστήριο Δικτύων και Τηλεπικοινωνιών του Πανεπιστημίου Θεσσαλίας συμβάλλει στην προώθηση της καινοτομίας και του ψηφιακού μετασχηματισμού του αγροτικού τομέα. Η σύνδεση της επιστημονικής έρευνας με τις πραγματικές ανάγκες των παραγωγών αποτελεί βασική προϋπόθεση για την ευρύτερη υιοθέτηση των τεχνολογιών Γεωργίας Ακριβείας και τη μετάβαση σε ένα περισσότερο αποδοτικό, ανταγωνιστικό και βιώσιμο μοντέλο γεωργικής παραγωγής».

Αποστόλης Ζώης (ΑΠΕ-ΜΠΕ)