ADDO Energy dalība pētnieciskā projektā.

3D fotogrammetrijas pielietošana un energoefektivitāti veicinošu inovāciju ieviešana optimālāku vides apstākļu nodrošināšanai vertikālajā lauksaimniecībā

Projekta Nr. 22-00-A01612-000018

Projekta vadošais partneris: SIA Broccoli

Projekta sadarbības partneri: Rīgas Tehniskā universitāte, SIA Bulduru Dārzkopības vidusskola, SIA ADDO Energy, biedrība “Mežvidu lauksaimniecības un tehnoloģiju parks”.

Projekta vispārējais mērķis ir sekmēt lauksaimniecības nozares attīstību, realizējot nacionāli nozīmīgu uz inovācijām vērstu projektu un ieviešot nozarē jaunus tehniskos risinājumus. Projekta specifiskais mērķis jeb EIP grupas vīzija ir izveidot integrētu un augsti kompetentu starpnozaru konsorciju, lai risinātu vertikālās lauksaimniecības tehnoloģiskās pamatproblēmas - 1) uzlabotu kultūraugu ražu un 2) samazinātu elektroenerģijas patēriņu.

Projekta pirmajos sešos īstenošanas mēnešos, projekta partneri ir uzsākuši šādas aktivitātes:

• Metodikas izstrāde kultūraugu vizuālai novērtēšanai: Darba grupā, kas sastāvēja no vairāku partneru pārstāvjiem, tika lemts par 11 atsevišķu testa piegājienu realizāciju, katru 45 dienu garumā. Testa laikā tiks veikts bioloģisko rādītāju salīdzinājums, kā arī LED apgaismojuma ietekme starp testu iterācijām. Laboratorijas parametri tiks pielāgoti, pamatojoties uz mākslīgā intelekta atklājumiem un ieteikumiem. Rezultātā izveidots metodisks uzdevums mākslīgā intelekta monitoringa sistēmas izveidei, tai skaitā definētas vizuālas augšanas parametru datu ieguves parametru robežvērtības un datu apstrādes AI algoritma pamatfunkcijas. Aktivitāte tika noslēgta pirmo trīs īstenošanas mēnešu laikā.

• Aprīkojuma, tehnoloģiju un materiālu iegāde: Izveidotā darba grupa, atbilstoši iepriekš izveidotajai metodikai, identificēja nepieciešamos materiālus un tehniskos risinājumus eksperimentu realizācijas nodrošināšanai. Projekta partneri sastāda tehniskās specifikācijas iegāžu veikšanai.

• Kultūraugu monitoringa veikšana kontrolētos apstākļos bāzes datu ieguvei un datubāzes izveidei: Identificēti un izveidoti mākslīgā klimata parametri, kuros tiks veikta testa ciklu audzēšana izvēlētajiem kultūraugiem.

• Algoritmu izstrāde iegūto datu kopu apstrādei: Aktivitātes ietvaros ir piesaistīts AI specialists, kas savu darbību projektā uzsāks šī gada vasarā.

Projekta otrajā pusgadā (03.-08.2023.), projekta partneri ir strādājuši pie sekojošu aktivitāšu  īstenošanu:

• Aprīkojuma, tehnoloģiju un materiālu iegāde:

  Izveidotā darba grupa, atbilstoši iepriekš izveidotajai metodikai, identificēja nepieciešamos materiālus un tehniskos risinājumus eksperimentu realizācijas nodrošināšanai. Projekta partneri ir veikuši vairākas cenu aptaujas, kuru rezultātā ir iegādāti materiāli aktivitāšu veikšanai.

• Kultūraugu monitoringa veikšana kontrolētos apstākļos bāzes datu ieguvei un datubāzes izveidei:

  Identificēti un izveidoti mākslīgā klimata parametri, kuros tiks veikta testa ciklu audzēšana izvēlētajiem kultūraugiem. Ir izveidots eksperimentālais uzstādījums korektu datu ievākšanai un mākslīgā intelekta apmācīšanai. Datu korektums tiks nodrošināts ar aprīkojuma kalibrēšanu, augstas izšķirtspējas vizuālo datu ieguvi un augšanas apstākļu nostabilizēšanu.

• Algoritmu izstrāde iegūto datu kopu apstrādei:

  Datu ieguvei ir uzstādītas atbilstošas kameras, savukārt konfigurēšanas darbi ir procesā, kas ietver attēlu sūtīšanu ar serveri, ethernet savienojuma izveidi un sensoru novietojuma plānojumu.

• Mākslīgā apgaismojuma tehnoloģiju uzlabojumi:

  Noris tehniska rakstura darbi, eksperimentu nepārtrauktības nodrošināšanai.

• Elektroenerģijas patēriņa uzlabošanas risinājumi

  Noris sagatavošanās darbi, kā rezultātā noskaidroti optimālie slēguma principi, kas tiks ieviesti arī citās apgaismojuma sistēmās.

Projekta trešajā pusgadā (09.2023.-02.2024.), projekta partneri ir strādājuši pie sekojošu aktivitāšu  īstenošanu:

• Aprīkojuma, tehnoloģiju un materiālu iegāde:

  Pārskata perioda ietvaros tika iegādāti vairāki LED apgaismojuma risinājumi atbilstoši iepriekš veiktajām cenu aptaujām.

• Kultūraugu monitoringa veikšana kontrolētos apstākļos bāzes datu ieguvei un datubāzes izveidei:

  Tika veikti eksperimenti, kuros tiek uzturēti iepriekš noteikti klimatiskie parametri, kā arī nostabilizēta parametru nodrošināšana. Līdz pārskata perioda beigām ir izdevies iegūt nozīmīgas datu kopas no audzēšanas datiem no dažādiem LED apgaismojuma tipiem. Ir izdarīti pirmie, uz datiem balstīties, secinājumi par optimāliem audzēšanas apstākļiem. Iegādātie sensori tika saslēgti, lai veidotu sensoru kartes monitoringa datu ieguvei. Norisinājās darbs pie signālu stabilitātes nodrošināšanas un iegūto attēlu kvalitātes stabilizēšanas, kā arī visu izvietoto sensoru darbības optimizācijas vai apstākļu novēršanas, kas traucē kvalitatīvu datu iegūšanai.

• Algoritmu izstrāde iegūto datu kopu apstrādei:

  Apkopojot datus, kas iegūti no sensoriem un kamerām, ir izveidoti mākslīgā interneta algoritmi. Tomēr izvēlētās datu apstrādes platformas dēļ, ir jāveic darbs pie algoritmu modifikācijas, lai uzlabotu attēlu pārveidošanas procesu.

• Mākslīgā apgaismojuma tehnoloģiju uzlabojumi:

  Pārskata periodā tika uzsākta mākslīgā apgaismojuma piemērotības testēšana, t.sk. ir izveidoti gaismas atdeves jeb intensitātes kartes izveidotajos plauktos. Veicot audzēšanas ciklus, tiek izdarīti secinājumi, lai nākamajā ciklā veiktu uzlabojumus apgaismojuma nodrošināšanai.

• Ietekmes novērtējums pēc mākslīgā apgaismojuma tehnoloģiju uzlabojumiem:

  Mākslīgā apgaismojuma ietekme tika novērtēta, veicot dažādus mērījumus augiem. Pirmie testi ir devuši būtiskas atziņas, kas jāpārbauda turpmākajos eksperimentos.

• Elektroenerģijas patēriņa uzlabošanas risinājumi: Eksperimentu norises vietā tika uzstādīti elektrisko savienojumu prototipi, kas paredzēti efektīvākai LED un pārējo sistēmu darbībai. Papildus ir uzstādīti jaudas patēriņa IoT sensori - apgaismojuma patēriņa monitoringam. Tiek turpināts darbs pie datu ieguves, secinājumu iegūšanai.

• Ietekmes novērtējums pēc elektroenerģijas patēriņa uzlabošanas risinājumu ieviešanas:

  Izveidotie sensoru testēšana turpinās laboratorijas apstākļos, lai nodrošinātu korektas informācijas iegūšanu audzēšanas apstākļos. Rezultāti no reālās vides tiks iegūti nākamajā pārskata periodā.

• Izstrādāto risinājumu testēšana, monitorings un analīze siltumnīcas apstākļos:

  Ir izvēlēts testa augs uz kura vislabāk veikt novērojumus. Eksperimentālais darbs tiks uzsākts nākamajā pārskata periodā

• Izstrādātā mākslīgā intelekta algoritma testēšana kontrolētos apstākļos ar citām kultūraugu šķirnēm:

  Sākotnēji izvēlētā augu suga, pēc eksperimentālo datu analīzes, tika atzīta par nepiemērotu mērķim, tāpēc eksperimenti tiks atkārtoti ar citu sugu.

Projekta ceturtajā pusgadā (03.-08.2024.), projekta partneri ir strādājuši pie sekojošu aktivitāšu  īstenošanu:

• Kultūraugu monitoringa veikšana kontrolētos apstākļos bāzes datu ieguvei un datubāzes izveidei

  Pārskata periodā ir ievāktas nozīmīgas datu kopas no līdzšinējiem audzēšanas testiem, balstoties uz dažādiem LED apgaismojumu tipiem. Dati tiek pārsūtīti un uzkrāti datubāzē, kā arī apstrādāti ar MI rīku.

• Mākslīgā apgaismojuma tehnoloģiju uzlabojumi

  Šajā projekta posmā tika apskatīti uzstādīto ražotāju LED gaismekļi un to tehniskie parametri reālā vidē pēc reāli iegūtiem datiem uz vietas. Tika veikti visu eksperimentālajā sistēmā esošo gaismekļu gaismas mērījumi - intensitātes un spektra, kā arī paralēli tiek ievākti dati par audzēšanas ražu.

• Ietekmes novērtējums pēc mākslīgā apgaismojuma tehnoloģiju uzlabojumiem

  Gaismas ietekme ražā tiek novērtēta, mērot svaiga auga garumu, zaļā auga daļas garumu, sakņu garumu, kopējo auga masu, zaļā auga daļas masu, sakņu masu un ražu un stublāju/lapu masu uz kvadrātmetru. 

• Elektroenerģijas patēriņa uzlabošanas risinājumi

  Aktivitātes ietvaros ir pētīti elektrības patēriņa samazināšanas risinājumi, un viens no tiem ir HVAC sistēmas darbības uzlabojums.

• Ietekmes novērtējums pēc elektroenerģijas patēriņa uzlabošanas risinājumu ieviešanas

  Turpinās dažādu apgaismes risinājumu ietekmes novērtējums.

• Izstrādāto risinājumu testēšana, monitorings un analīze siltumnīcas apstākļos

  Ir aprīkota siltumnīca testu veikšanai, tiek uzkrāti dati tālākai datu apstrādei.

• Izstrādāto mākslīgā intelekta algoritmu testēšana kontrolētos apstākļos ar citām kultūraugu šķirnēm

  Kā papildus kultūras ir izvēlēti spināti un vasabi. Pētījuma rezultāti liecina, ka spināti nav piemērota suga izmantošanai vertikālajai lauksaimniecībai, savukārt vasabi ir potenciāls un tiek pētītas tā audzēšanas iespējas vertikālajā lauksaimniecībā.

• Informācijas izplatīšana:

  Noris darbs pie divu zinātnisko rakstu sagatavošanas.

Balstoties uz vairākām izmaiņām projekta īstenošanas gaitā, projekta īstenošanas termiņš ir ticis pagarināts līdz 31.01.2025. Pētniecības 5. periodā (09.2024.-01.2025.) projekta partneri noslēdza praktisko projekta īstenošanu un galvenokārt strādāja pie rezultātu apkopošanas.

Projekta partneri ir veiksmīgi noslēguši visas projekta aktivitātes, sasnieguši projekta mērķus un nodrošinājuši projekta rezultātu sasniegšanu. Projekta īstenošanas rezultātā ir radīti divi zinātniskie raksti (par gaismas intensitātes un gaismekļa veida ietekmi uz bazilika ražu un apgaismojuma sistēmu projektēšanas izaicinājumiem vertikālās lauksaimniecības konteineros), kas tiks publicēti žurnālos kā brīvas piekļuves zinātniskās publikācijas.

Šī gada 15. janvārī projekta rezultāti un gūtās atziņas tika prezentētas seminārā, kas tika rīkots Mežvidu lauksaimniecības un tehnoloģiju parkā.

Projekts tiek īstenots ar Eiropas Lauksaimniecības fonda lauku attīstībai Latvijas Lauku attīstības programmas 2014.-2020. gadam 16. pasākuma „Sadarbība” 16.1. apakšpasākuma "Atbalsts Eiropas Inovāciju partnerības lauksaimniecības ražīgumam un ilgtspējai lauksaimniecības ražīguma un ilgtspējas darba grupu projektu īstenošanai" atbalstu.

Projekta attiecināmās izmaksas ir 370 780,99 Eur, no tiem publiskais finansējums 333 702,89 Eur apmērā.

Vairāk informācijas par Eiropas Lauksaimniecības fondu lauku attīstībai pieejams Eiropas Komisijas tīmekļa vietnē - http://ec.europa.eu/agriculture/rural-development-2014-2020/index_lv.htm