«Μάχη» τεχνητής νοημοσύνης και παραδοσιακής καλλιέργειας για την παραγωγή ντομάτας στην Ολλανδία

Μεγαλύτερες αποδόσεις και μειωμένη χρήση εφοδίων, όπως νερό και ενέργεια, ήταν το αποτέλεσμα της «μάχης» μεταξύ της απομακρυσμένης καλλιέργειας ντομάτας και της παραδοσιακής παραγωγής, με την τεχνητή νοημοσύνη να βγαίνει νικήτρια. Αν και μπορεί να φαντάζει αρκετά μακρινή η αυτόνομη παραγωγή ντομάτας σε θερμοκήπιο με ελάχιστη ανθρώπινη παρέμβαση, το Ολλανδικό Πανεπιστήμιο Wageningen το δοκίμασε ήδη με θετικά αποτελέσματα.

Στο πλαίσιο του διαγωνισμού «Autonomous Greenhouse Challenge», που διεξήχθη από το Ολλανδικό Πανεπιστήμιο και την εταιρεία Tencent, πέντε ομάδες καλλιέργησαν ντομάτα σε θερμοκήπιο με τη βοήθεια της τεχνητής νοημοσύνης, ενώ δεν είχαν τη δυνατότητα να εισέλθουν στο θερμοκήπιο καθ’ όλη τη διάρκεια του πειράματος.

Ο Ευριπίδης Παπαδόπουλος, ο οποίος εργάζεται ως ερευνητής και αναλυτής δεδομένων στις LetsGrow.com και Hoogendoorn Growth Management και είναι μέλος της ομάδας «Team AuTomatoes», που κέρδισε τον διαγωνισμό, εξηγεί στην «ΥΧ» ότι «στόχος του διαγωνισμού ήταν η παραγωγή ντομάτας για έξι μήνες αυτόνομα (χωρίς τη δυνατότητα να εισέλθουμε στο θερμοκήπιο).

Στο τέλος βαθμολογηθήκαμε για το καθαρό κέρδος που πετύχαμε, το ποσοστό βιωσιμότητας με βάση τη χρήση πόρων όπως νερό, ενέργεια και διοξείδιο του άνθρακα, και της στρατηγικής τεχνητής νοημοσύνης που χρησιμοποιήσαμε».

Ο διαγωνισμός ξεκίνησε στις 20 Δεκεμβρίου και ολοκληρώθηκε την 1η Ιουνίου. Δύο ημέρες πριν από την έναρξη του διαγωνισμού, οι ομάδες είχαν τη δυνατότητα να εισέλθουν στο θερμοκήπιο για να εγκαταστήσουν τους αισθητήρες, ώστε να τροφοδοτήσουν τους αλγόριθμους που δημιούργησαν. Παράλληλα με τις πέντε ομάδες συμμετείχε ακόμη μία, η οποία αποτελούνταν από τους καλύτερους Ολλανδούς παραγωγούς ντομάτας στον κόσμο ως σημείο αναφοράς.

Καλλιέργεια με τεχνητή νοημοσύνη

Οι πέντε ομάδες παρακολουθούσαν τις μετρήσεις του φυτού μέσω των αισθητήρων, έτσι ώστε να το ανατροφοδοτούν με τα κατάλληλα στοιχεία «και να διατηρήσουμε την ισορροπία μεγιστοποιώντας την παραγωγή μας. Η μοναδική ανθρώπινη επαφή που υπήρχε ήταν από τη μεριά του προσωπικού του πανεπιστημίου, όπου με δικές μας συστάσεις τους αναφέραμε τον αριθμό φύλλων και καρπών που έπρεπε να διατηρηθεί στο φυτό», αναφέρει ο κ. Παπαδόπουλος και συνεχίζει, λέγοντας ότι «από τη στιγμή που δεν είχαμε τη δυνατότητα να εισέλθουμε στο θερμοκήπιο, είχαμε την επιλογή να ζητήσουμε από το προσωπικό του πανεπιστημίου μία φορά κάθε βδομάδα την επιθυμητή τιμή της ηλεκτρικής αγωγιμότητας και το pH. Κάθε δεύτερη με τρίτη εβδομάδα παραλαμβάναμε, από εργαστήριο στο οποίο στέλνονταν τα δείγματά μας, τα αποτελέσματα των θρεπτικών συστατικών στο υπόστρωμα. Με βάση τα συγκεκριμένα δεδομένα, ήμασταν ικανοί να δώσουμε συμβουλές στο προσωπικό του πανεπιστημίου για τυχόν αυξομειώσεις συγκεκριμένων συστατικών, όπως για παράδειγμα ασβέστιο, κάλιο κ.λπ.».

Παραδοσιακή καλλιέργεια

Η ομάδα των Ολλανδών παραγωγών χρησιμοποίησε λιγότερους αισθητήρες από τις άλλες ομάδες, καθώς είχε τη δυνατότητα να επισκέπτεται το θερμοκήπιό της. «Η ομάδα των παραγωγών επισκεπτόταν το θερμοκήπιο ανά τακτά χρονικά διαστήματα για να παρακολουθήσει τα φυτά και να κάνει τις ανάλογες κινήσεις», εξηγεί ο κ. Παπαδόπουλος.

Συγκριτικά αποτελέσματα

Η ομάδα Team AuTomatoes κατάφερε να κερδίσει σε όλες τις κατηγορίες (καθαρό κέρδος, χρήση πόρων και στρατηγική τεχνητής νοημοσύνης). Ο κ. Παπαδόπουλος εξηγεί ότι «η ομάδα αποτελούνταν από τις εταιρείες Hoogendoorn Growth Management, Van der Hoeven και το πανεπιστήμιο του Delft, ενώ τα μέλη της προέρχονταν από διάφορους κλάδους. Αυτό μας βοήθησε να σκεφτόμαστε σφαιρικά. Πέραν αυτών, κατέχουμε αρκετή τεχνογνωσία στον έλεγχο ενός θερμοκηπίου, αλλά και στη φυσιολογία του φυτού». Πιο συγκεκριμένα, η νικήτρια ομάδα παρήγαγε τα περισσότερα κιλά (14,3 κιλά ντομάτα α’ ποιότητας ανά τ.μ. συν ένα κιλό ντομάτας β’ ποιότητας) σε σχέση με τους πόρους που χρησιμοποίησε, γεγονός που τους έφερε στην πρώτη θέση. Ειδικότερα και με βάση τον σχετικό πίνακα, ανά κιλό ντομάτας α’ ποιότητας χρειάστηκαν 12,9 μεγατζάουλ θερμότητας, 18,7 κιλοβάτ ηλεκτρισμού, 0,63 κιλά διοξειδίου του άνθρακα, 25 λίτρα νερού και 83 γραμμάρια θρεπτικών συστατικών. «Η τεχνητή νοημοσύνη έχει δυνατότητες να μας οδηγήσει σε άριστους τρόπους ελέγχου του θερμοκηπίου και τα τελικά αποτελέσματα του διαγωνισμού ήταν μεγάλη επιβεβαίωση για εμάς. Η τεχνητή νοημοσύνη είναι κάτι νέο για εμάς στον αγροτικό τομέα. Παρατηρούμε καθημερινά τις δυνατότητες της συγκεκριμένης τεχνικής, όπως για παράδειγμα η αυτόματη οδήγηση ή τα αποτελέσματα στον ιατρικό τομέα. Για να είμαστε ικανοί να τη χρησιμοποιήσουμε, χρειάζεται να αρχίσουμε να συλλέγουμε δεδομένα. Παραγωγοί παγκοσμίως αναγνωρίζουν τη δύναμη των δεδομένων και όλο και περισσότεροι εισέρχονται σε αυτό που αποκαλούμε ‘‘Data Driven Growing’’. Με μεγάλη μου ευχαρίστηση βλέπω όλο και περισσότερους Έλληνες παραγωγούς να συλλέγουν δεδομένα».