Internet rzeczy w rolnictwie

Najnowsze technologie wraz z IoT pomagają w rolnictwie. Jednym z przykładów jest zarządzanie zwierzętami gospodarskimi. Służą temu chociażby kolczyki dla bydła rogatego z nadajnikami pozwalającymi na dokładną lokalizację każdego ze zwierząt. Naukowcy chcą wykorzystać technologię także w celu przeciwdziałania kradzieżom i chorobom bydła. 

Naukowcy chcą powstrzymać choroby zakaźne, takie jak chociażby pryszczyca, dzięki wykorzystaniu sztucznej inteligencji i internetu rzeczy. Inteligentne kolczyki pozwalają śledzić lokalizację zwierząt. Siedem milionów urządzeń 5G NB-IoT podłączonych do satelitów pozwoli skuteczniej panować nad każdą sztuką bydła. 

5G NB-IoT  z ang. Narrowband IoT to jeden ze standardów, które umożliwiają komunikację między urządzeniami. Może on zagwarantować łączność nawet dla 400 000 nadajników. Wykorzystanie ich przez firmy zarządzające żywym inwentarzem pozwoli na nadzór nad zwierzętami nawet na obszarach, które są poza zasięgiem klasycznych sieci komórkowych. Ma to szczególne znaczenie w wielu rejonach świata, gdzie większość terenów, na których odbywa się hodowla zwierząt, znajduje się poza zasięgiem telefonii komórkowej. Nowoczesne rozwiązania staną się niebawem dostępne dla rolników na całym świecie. 

Rozwiązaniem są także inne sposoby kontroli bydła niż te wykorzystujące sieć 5G. Duży zasięg i niskie kosztu utrzymania sprzętu mogą zmienić dostępu rolników do nowoczesnych technologii w nadzorze bydła. Jedno z rozwiązań opracowują firmy Sateliot i Streamline. Pierwsza zapewnia konstelację satelitów oferującą łączność w standardzie 5G z kosmosu. Druga jest natomiast prekursorką zarządzania zwierzętami gospodarskimi. Jeszcze w 2023 roku planuje ona planuje wdrożyć w swoich działaniach 400 000 komórkowych urządzeń 5G NB-IoT. Mają one łączyć się zarówno z masztami komórkowymi, jak i wykorzystywać połączenia kosmiczne podawane przez Sateliot.

Rozwój tego typu nadzoru nad zwierzętami jest niezwykle szybki. W 2019 roku liczba takich urządzeń wynosiła 40 tysięcy, celem Streamline jest zaś podłączenie milionów urządzeń na całym świecie. Firma odpowiada bowiem za niemal osiem milionów sztuk zwierząt gospodarskich na rynku południowoafrykańskim. 

Na razie doświadczenia w zarządzaniu bydłem z wykorzystaniem IoT opierają się na konwencjonalnej łączności komórkowej. Urządzenia 5G NB-IoT pozwolą na szerszy zakres działań także w miejscach, w których do tej pory było to niemożliwe z uwagi na brak zasięgu. Pozwoli to na większą elastyczność w wykorzystaniu narzędzi przez rolników. Nie bez znaczenia są też koszty oscylujące w okolicy 1 dolara za urządzenie. 

–  Streamline posiada najnowocześniejszy produkt, kolczyk STR-TG103/4, dający rolnikom pewność, że zwierzęta są w dobrej kondycji. Farmerzy potrzebują jednak zasięgu, który tylko my możemy zapewnić, wykorzystując naszą konstelację satelitów 5G-NB IoT. Dzięki temu możemy zagwarantować wsparcie i zasięg dla szerszych obszarów, a nawet dla największych gospodarstw, nie posiadających sieci naziemnych. To dowodzi, że rynek IoT wykazuje niepowstrzymany wzrost i przyspiesza znacznie szybciej niż jakakolwiek inna branża technologiczna – zapewnił Jaume Sanpera, dyrektor generalny firmy Sateliot.

Nie jest to jedyny sposób, w jaki rolnictwo może wykorzystywać internet rzeczy. Big data w rolnictwie staje się teraźniejszością. Rolnicy mogą wykorzystywać inteligentne urządzenia pozwalające na lepsze zarządzanie poprzez analizę danych o właściwościach gleby i warunkach atmosferycznych.

Jak szybko rozwija się wykorzystanie IoT w rolnictwie pokazują powszechnie dostępne dane. Już 2017 roku rynek urządzeń smart dla rolnictwa osiągnął wartość 7,1 miliarda dolarów. Zgodnie z prognozami w roku 2025 będzie to już 17,9 miliarda dolarów. Nowatorskie rozwiązania pojawiają się także w Polsce.

Przychylnym okiem na wykorzystanie IoT w rolnictwie patrzy Unia Europejska. Program IoF2020 – Internet of Food and Farm 2020 to instalacja stacji do pomiarów telemetrycznych przy uprawach ziemniaków. Zbierane dane związane z kondycją gleby pomogą rolnikom w racjonalnym gospodarowaniu nawozami i środkami ochrony roślin. Natomiast te dotyczące warunków atmosferycznych pozwolą na zaoszczędzenie wody do nawadniania upraw.

Celem programu jest redukcja nawozów sztucznych o 15 proc., zużycia wody o 25 proc., a w związku z tym obniżenie kosztów prowadzenia gospodarstw rolnych o 19 proc.

Warto też zaznaczyć, że konkurencją dla wspomnianych wyżej propozycji dla rolnictwa mogą być rozwiązania bazujące na dużo lepiej zoptymalizowanej energetycznie technologii  LoRaWAN, które promuje między innymi Seeed Studio. W Polsce ich wprowadzenie zapowiada Grupa MiŚOT, koordynująca współpracę małych i średnich operatorów telekomunikacyjnych.

Robot dostarczy twoje zamówienie

Robot, który dostarcza jedzenie, jeździ po parkach by kontrolować stan zapełnienia śmietników, a ponadto może dostarczać paczki i inne zamówienia, powstał w Lublinie. Jego rodzina szybko się rozrasta, a sposoby wykorzystania małych pomocników są coraz ciekawsze.

Pierwszy z robotów na kółkach nazywa się Mateusz. Jego pojawienie się ma być rewolucją na rynku. Pozwoli on na dostarczanie zakupów robionych przez internet, przesyłek kurierskich, a nawet posiłków zamawianych w restauracjach. Pierwsze testy Mateusza przeprowadzone były w Lubinie i pokazały, że świetnie radzi sobie z wyznaczonymi zadaniami. Pojawiła się więc Kasia, kolejny robot na kółkach, tym razem kobieta. Startup Delivery Couple, lublińska spółka powstała w 2021 roku, zapowiada, że liczba robotów będzie stale rosnąć. Twórcy marzą o stworzeniu nawet setki. Zautomatyzowani dostawcy będą poruszać się po chodnikach i ścieżkach rowerowych.

Roboty te przetestowane zostały już także w Warszawie. Ciągle się rozwijają i mierzą z nowymi wyzwaniami. Mają na celu poszerzenie zasięgu dostaw z pierwotnych trzech do pięciu kilometrów. Automatyczne poruszanie się po wyznaczonej wcześniej trasie, ma także zostać zmienione w poruszanie się autonomiczne, które pozostawi urządzeniom na większą swobodę ruchu w przypadku pojawienia się nieplanowanych przeszkód. Nie będzie to także wymagało nadzoru operatora. 

Założycielem Delivery Couple jest Sergiusz Lebedyn, mieszkający w Polsce od kilku lat programista z Ukrainy. Ujawnił on swoje ambitne plany; chce dzięki robotom zrewolucjonizować rynek dostaw na tzw. ostatniej mili, czyli ostatnim fragmencie dostaw do odbiorcy docelowego. Doskonałym przykładem są tu dostawy jedzenia. Przykładową pizzę roboty dostarczą z prędkością 18 km/h (na ścieżkach) czy 6-8 km/h jadąc chodnikiem między pieszymi. 

Jak to działa?

Wystarczy złożyć zamówienie, które odbieramy w odległości do trzech kilometrów. Należy je oczywiście opłacić z góry. O tym, że przesyłka znajduje się w miejscu docelowym klient informowany jest poprzez SMS-a. Wystarczy wówczas wyjść do robota i podać magiczne hasło, na przykład: „Kasia, tu (podajemy swoje imię). Otwórz klapę!”. Pojemnik zostaje wówczas otwarty i mamy dostęp do zamówionego jedzenia.

Jednak Sergiusz Lebedyn chce poszerzyć ofertę o różne dostawy w wielu branżach. Tym bardziej, że jego spółka jest częścią projektu unijnego w zakresie dostarczania paczek. Wiąże on dostawę kurierską z wykorzystaniem busa i robota. Bus w środku miałby załadowane roboty z paczkami i dostarczał je do większego punktu, z którego roboty rozjeżdżałyby się już do adresów docelowych. 

Skąd zabrać śmieci?

Skoro roboty mogą coś dostarczać, to mogą też odbierać. Kolejnym pomysłem na ich wykorzystanie jest zbieranie śmieci.

– W Amsterdamie uczestniczymy w projekcie, w którym roboty miałyby odpowiadać za zbiór fusów w kawiarniach i dostarczanie ich do wskazanego punktu, w którym znajduje się centralny kontener. To dobre rozwiązanie, bo w wielu przypadkach ciężko podjechać pod kawiarnie większym autem – opowiada Sergiusz Lebedyn. 

Inne zastosowanie robotów w zakresie odbioru śmieci to projekt polegający na obsłudze śmietników do segregacji, które znajdują się w parkach miejskich . Tym razem robot współpracowałby z inteligentnymi koszami, które informowałyby kiedy są pełne, a robot przyjeżdżałby je opróżnić. Takie zastosowanie produktów firmy Delivery Couple może pojawić się w 2024 roku.

Dokąd dotrą roboty?

Powstają nie tylko nowe sposoby na wykorzystanie robotów, ale też rozszerza się obszar, na którym mogą działać. Po Lublinie i Warszawie pojawiła się możliwość uruchomienia robotów w Lizbonie, Amsterdamie i Barcelonie.

Trudno uwierzyć, że wszystko zaczęło się od pomysłu, którego realizacja była możliwa dzięki drukarkom 3D. Tak właśnie – w garażu – powstał prototypowy robot.

MŚP będą stosować elektryczność 4.0

Rosnące ceny energii nie pozostawiają firmom wątpliwości, że w obszarze energetycznym muszą wprowadzić poważne zmiany. Dochodzi do tego coraz większa świadomość zmian klimatycznych, które w dużej mierze są efektem wykorzystywania energii pochodzącej ze źródeł kopalnych. Rozwiązaniem tych problemów są odnawialne źródła energii i stosowanie elektryczności 4.0.

Elektryczność 4.0 nazywana jest również inteligentną elektryfikacją. Pojęcie to stworzył Schneider Electric nawiązując do funkcjonującego już pojęcia Przemysłu 4.0. Celem jest tu wdrożenie produktów, systemów i usług pozwalających różnego rodzaju obiektom zapewnić bardziej zrównoważoną, odporną i wydajną energetycznie przyszłość. Działanie Elektryczności 4.0 wspierają cyfrowe innowacje. To dzięki nim możliwe są pomiary i monitoring korzystania z energii. Dodając do tego inteligentne urządzenia, aplikacje, analizy i oprogramowanie z obszaru internetu rzeczy (IoT), możemy wdrażać inteligentną elektryfikację szybciej i sprawniej. 

 

Świat się zmienia

– W ciągu ostatnich stuleci świat ewoluował szybciej niż kiedykolwiek wcześniej. Rewolucje przemysłowe napędzane postępem technologicznym oraz łatwo dostępną i tanią energią, zmieniły zarówno przedsiębiorstwa, jak i społeczeństwa. Jednak dopiero w obecnych czasach zrozumieliśmy, że niechcianą, ciemną stroną postępu zapewniającego poprawę standardów życia jest degradacja zasobów naszej planety oraz negatywny wpływ na klimat – stwierdza Jacek Łukaszewski, prezes Schneider Electric na klaster Europy Środkowo-Wschodniej.

Raport fundacji Digital Poland „Elektryczność 4.0. Tańsza, czystsza i stabilniejsza energia dla polskich przedsiębiorstw” pokazuje zaś, jak wygląda sytuacja związana z energią elektryczną w polskich przedsiębiorstwach. Wśród małych i średnich przedsiębiorstw aż 89 proc. uznało, że podwyżki cen energii w 2022 r. były dotkliwe. Tylko 3 proc. nie odczuło tego w wyraźnie negatywny sposób. Czterech na pięciu przedstawicieli MŚP uważa też, że przyszłość leży w inteligentnej transformacji opartej na odnawialnych źródłach energii (OZE). Połowa planuje też wdrożenie takich rozwiązań w swoich przedsiębiorstwach.

– Dalszy rozwój wymaga od nas wszystkich refleksji na temat sposobu, w jaki zużywamy i produkujemy energię, oraz wdrożenia konkretnych rozwiązań, które zapewnią zmianę – mówi Jacek Łukaszewski.

W systemach Energii 4.0 znajdują się:
– instalacje fotowoltaiczne,
– urządzenia do magazynowania energii,
– urządzenia do magazynowania ciepła,
– urządzenia do zarządzania energią.

System integruje odpowiednie oprogramowanie. Dzięki niemu poszczególne urządzenia podpięte pod sieć mogą się ze sobą komunikować, dzięki czemu produkcja energii jest bardziej efektywna i opłacalna.

 

Inwestycja w nowoczesność

Przeszkodą na drodze do szybkiego i sprawnego wdrożenia Elektryczności 4.0 są wysokie koszty realizacji takiego przedsięwzięcia. Powołuje się na to aż 47 proc. z badanych MŚP. Tutaj przyjść z pomocą może demokratyzacja.

– Demokratyzacja, czyli powszechne przyjęcie technologii umożliwiających inteligentną elektryfikację, pozwoli na sukcesywne obniżanie bariery wejścia, jaką są wysokie koszty –  stwierdza Wojciech Świątek, dyrektor ds. zrównoważonego rozwoju w Schneider Electric. – Jednym z priorytetów powinna być także współpraca biznesu z administracją na tym właśnie polu. 

Jeśli uda pokonać się barierę kosztów wprowadzenia Elektryczności 4.0, nie trzeba będzie przekonywać do jej wdrażania małych i średnich firm. Co druga z nich zauważa, że inteligentna elektryfikacja wpływa na obniżenie kosztów energii elektrycznej. 42 proc. zauważa też jej pozytywny wpływ na środowisko i ochronę planety.

Już dziś 80 proc. przedstawicieli MŚP mówi, że inteligentna transformacja energetyczna to nieuchronny kierunek zmian.

– Niezależnie od branży w procesach biznesowych wymagane będzie, a czasem już jest, przedstawianie śladu węglowego w całym łańcuchu produkcji. Na poziomie unijnym akt prawny zwany „taksonomią” tworzy ramy ułatwiające podejmowanie zrównoważonych inwestycji – wyjaśnia Magdalena Maj, kierowniczka Zespołu Klimatu i Energii w Polskim Instytucie Ekonomicznym. – Przedstawione badanie pokazuje, że już większość firm MŚP to rozumie, pozostaje im tylko podjąć działania, a decydentom ułatwiać procesy prowadzące do zrównoważonego rozwoju – dodaje.

Inteligentne systemy zarządzające uprawą grzybów

Inteligentne systemy zarządzające uprawą to przyszłość rolnictwa. Możliwość ich zastosowania w procesie produkcji grzybów, które coraz częściej uznawane są za idealny substytut wielu innych składników pokarmowych, znacznie uprości ich wzrost. Farmy przyszłości będą zatem miejscem, w którym pracują również specjaliści od IoT.

Na początku 2022 roku naukowcom z Helsinek udało się odkryć grzyba produkującego białko, które może być alternatywą dla białka pochodzącego z jaj kurzych. Odkrycie może być rewolucją w branży kulinarnej i zdrowotnej, a już teraz mówi się, że za kilka lat białka pochodzące od grzybów mogą być w powszechnym użytku. 

Gastronomiczne wykorzystanie grzybów wpłynie na światowe trendy w produkcji żywności i może mieć znaczenie w ramach walki ze zmianami klimatycznymi. Produkcja białka pochodzącego z grzybów generuje aż o 55 proc. mniej gazów cieplarnianych, niż tych pochodzenia odzwierzęcego. Taka uprawa pozwoliłaby też na zmniejszenie terenów uprawnych o 90 proc. 

Naukowcy zmodyfikowali genetycznie grzyba Trichoderma reesei tak, aby produkował i wydzielał owoalbuminę, czyli białko znajdujące się m.in. w kurzych jajach. Dokonali tego poprzez wyizolowanie genu kurczaka odpowiedzialnego za produkcję owoalbuminy i wprowadzenie go do grzyba. Jednakże, aby system działał na szeroką skalę potrzeba jeszcze przygotować odpowiednie warunki do wzrostu grzybów. Tu na ratunek przychodzą systemy inteligentnego zarządzania uprawami.

Kontrola środowiska, w którym rosną grzyby, ma ogromne znaczenie dla wyników uprawy. Im lepszy warunku stworzymy w pomieszczeniu do uprawy, tym lepsze otrzymamy plony. Specjalistyczny system Lumina 765 potrafi na przykład przygotować idealne warunki środowiskowe do dobrego rozwoju grzybów. Jest to jeden z najlepszych systemów uprawy obecny na rynku.

Hodowla pod okiem SI

Dzięki wykorzystaniu inteligentnego systemu zarządzania hodowcy są w stanie dbać o cyrkulację świeżego powietrza, odpowiednie temperatury podczas każdej fazy wzrostu, nawilżanie, ogrzewanie, a także sterowania poziomem CO2. Rozwiązanie oferowane przez firmę Fancom to tzw. komputer klimatyczny. Jednostka zarządzająca może być zastosowana w każdej fazie procesu produkcyjnego, od fermentacji po zbiory.

Inny projekt dbający o uprawy grzybów zakłada zastosowanie specjalnych kontenerów, które wyposażone w zestaw czujników, są w stanie monitorować każdy etap wzrostu. Taki kontener posiada też zestaw niezbędnych filtrów. Wykresy trendów warunków klimatycznych dostarczają użytkownikowi ważnych informacji o procesie uprawy. Kontenery stanowią też idealny sposób transportu grzybów, które zapewniają im odpowiednia warunki podczas podróży.

Kosz na śmieci, który zajmuje się segregacją

Wiemy już, że segregacja odpadów jest ważna i powinniśmy ją stosować. Posegregowane odpady mogą być przecież poddane recyklingowi. Do takich działań zachęcają również zróżnicowane opłaty za odbiór odpadów. Nie wszyscy jednak radzą sobie z odpowiednim segregowaniem. Chcą oszczędzać, podejmować działania proekologiczne, ale nie do końca wiedzą, jak to robić. Z pomocą przychodzi inteligentny kosz na śmieci.

Polska firma opracowała technologię, która zwalnia użytkowników z segregowania odpadów, bo robią to za nich kosze na śmieci.  Twórcami tego rozwiązania są Jakub Luboński i Marcin Łotysz. Sami przyznają, że dla nich samych segregowanie odpadów jest czymś podstawowym, jednak zauważyli, że wiele osób ma z tym problem. Problemy z sortowaniem prowadzą zaś do sytuacji, w której jedynie 30-40 proc. odpadów posortowanych jest właściwie. Reszta stanowi wciąż rosnącą górę rozkładających się odpadów.

Odpady to często złożona kwestia

W niektórych przypadkach sprawa jest prosta. Szkło wyrzucamy do szkła, papier do papieru, metal do metalu, plastik do plastiku. Jednak nie oszukujmy się – wiele opakowań składa się z różnych materiałów. Czasem więc trudno jest stwierdzić, do którego kosza konkretny śmieć powinien trafić. Często trafiają wtedy do odpadów zmieszanych, które lądują na wysypisku śmieci, gdzie rozkładają się latami i nie ma możliwości powtórnego ich wykorzystania. 

Wielu osobom nadal zwyczajnie też nie chce się śmieci segregować. Nie przekonuje ich ani dbałość o planetę, ani kwestie finansowe, które sprawiają, że za odbiór posegregowanych odpadów zapłacą mniej. Nie chcą tego robić, nie mają czasu, umiejętności, wszystkie śmieci wrzucają do jednego kubła.

Powstała odpowiedź na wszystkie te przeszkody na drodze do segregowania odpadów. To Bin-e – inteligentny kosz, który sam potrafi nieomylnie i właściwie natychmiast, segregować wrzucane do niego odpady. Technologia, która wyręcza w tym człowieka i rozprawia się z zagadnieniem lepiej od ludzi. Kosz na śmieci pochodzący z Polski, który zyskuje też popularność na świecie.

Jak to działa?

Technologia, na której opiera się wyjątkowość Bin-e opiera się na zaawansowanej matematyce i statystyce, sieci neuronowej i oczywiście sztucznej inteligencji. Chociaż za działaniem tego kosza na śmieci stoją tak poważne zagadnienia, to dla użytkowników jest on prosty w obsłudze jak właściwie każdy inny pojemnik na odpady. 

Jeśli mamy śmieć, zwyczajnie wrzucamy go do Bin-e i na tym kończy się nasza aktywność w zakresie segregowania. Za całą resztę odpowiada kosz. Potrafi on rozpoznać rodzaj odpadu i na tej podstawie przydzielić go do odpowiedniej kategorii. Następnie przechowuje odpady (jak każdy inny kosz na śmieci).

Co więcej, Bin-e potrafi pomieścić więcej śmieci niż tradycyjny kosz. Wynika to  z umieszczenia w koszu dodatkowych funkcji. Jest to chociażby wstępna obróbka odpadów – na przykład zgniatanie plastiku i puszek. Ponadto kosz ma opcję ciągłego uczenia się. Poznaje nowe parametry dotyczące wrzucanych do niego śmieci. Im więcej odpadów wrzucamy tym mądrzejszy jest nasz kosz.

Jakby tego wszystkiego było mało, użytkownik nie musi kontrolować momentu, w którym kosz ma być opróżniony. Tym też zajmuje się Bin-e. Posiada funkcję, która umożliwia mu samodzielne informowanie firmy zajmującej się odbiorem odpadów o konieczności ich odebrania.

Dla biur

Obecnie Bin-e jest produktem przeznaczonym dla firm. Dzięki niemu segregacja śmieci w przestrzeni biurowej jest skuteczna i automatyczna. Pracownicy nie muszą się nad tym zastanawiać i mogą skupiać się na pracy, a dla szefostwa stanowi to ułatwienie działania firmy i oszczędność kosztów odbioru odpadów. 

Pozostaje mieć nadzieję, że gdy technologia się upowszechni, możliwie będzie dostarczanie inteligentnych koszy także do posesji prywatnych. Pozwoli to na bezproblemowe segregowanie odpadów w jeszcze większym zakresie i zwiększenia poziom recyklingu. Zyskamy na tym wszyscy.

Sztuczna inteligencja i zarządzanie energią wiatrową

Produkcja energii elektrycznej opartej na źródłach kopalnych powoli ustępuje miejsca innym metodom. Odnawialne źródła energii mogą być także niezwykle ekonomicznymi rozwiązaniami. W zarządzaniu energią wiatrową może pomóc sztuczna inteligencja.

Rosnące ceny węgla i gazu sprawiają, że również ceny energii elektrycznej osiągają zawrotne wartości. Coraz częściej spoglądamy przychylnym okiem na rozwiązania takie, jak elektrownie wiatrowe. Dobre zarządzanie nimi to oszczędność pieniędzy i jednoczesna ochrona planety. Francuskie przedsiębiorstwo specjalizujące się w dziedzinie niskoemisyjnej energii – Engie postanowiło, w celu jeszcze lepszego zarządzania pozyskiwaniem energii z wiatru, wykorzystać AI Google’a.

Rozwiązanie to ma pozwolić na usprawnienie procesu przewidywania kierunku wiatru, co przełoży się na lepsze organizowanie operacji turbin wiatrowych. Engie rozszerzyło więc współpracę z Google i planuje działania elektrowni wiatrowych w oparciu o rozwiązania AI oferowanych przez giganta. Sztuczna inteligencja potrafi przewidywać prognozę pogody analizując dotychczasowe dane pogodowe. Początkowo oferowane przez nią prognozy mają być podawane z jednodniowym wyprzedzeniem, ale w miarę uczenia się przez nią sprawniejszego analizowania danych będzie mogła oferować prognozy długoterminowe. Oczywiście odbywać się to będzie sukcesywnie i po prognozach jednodniowych mają pojawić się dwudniowe. Ale nikt nie mówi, na jakim okresie przewidywania ma się zatrzymać sztuczna inteligencja.

To Niemcy mają być pierwszym krajem objętym programem planowania prac turbin wiatrowych w oparciu o prognozy AI. Jednak wdrażany tam program pilotażowy może być rozszerzony na kolejne regiony. Wszystko zależy od tego, jak dobrze sprawdzi się planowanie pracy elektrowni wiatrowych w oparciu o przedstawiane przez sztuczną inteligencję wzorce wiatru. Jeśli zgodnie z przewidywaniami pozwoli to na optymalizację pracy, a to przełoży się na wyższe przychody producenta energii elektrycznej, to możemy spodziewać się naprawdę szerokiego zastosowania tego typu rozwiązania. 

Jak to działa?

Technologia zarządzania turbinami wiatrowymi w oparciu o dane pochodzące ze sztucznej inteligencji pozwoli minimalizować ryzyko i planować korzystanie z energii elektrycznej. Niezależnie od tego, czy prognoza będzie jedno-czy dwudniowa, będzie można zaplanować zwiększenie mocy w okresach, gdy wiatr jest dostępny i silniejszy oraz zaspokajać popyt z sieci generatorów w okresach niskiej podaży wiatru. 

Przewidywaniem siły wiatru ma realizować DeepMind. To spółka specjalizująca się w sztucznej inteligencji. Google przejęło ją w 2014 r. Jednym z jej osiągnięć jest stworzenie sieci neuronowej uczącej się grać w gry wideo w podobny sposób do tego, w jaki robią to ludzie. W 2016 r. stworzony przez spółkę program AlphaGo pokonał zawodowego gracza w chińskiej grze Go, będącej też narodową grą japonii. To otworzyło drzwi do dalszego rozwoju oprogramowania, które może być wykorzystywane dużo szerzej niż w samej rozgrywce. W 2020 r. projekt o nazwie AlphaFold pozwolił na określanie struktur białek. 

Przy takim podejściu do sztucznej inteligencji kwestią czasu było wykorzystywanie jej do zarządzania pozyskiwaniem energii elektrycznej, by rozwiązać problemy w tej narażonej na zagrożenia branży.

AI w turbinach i farmach

Inżynierowie z MIT (Massachusetts Institute of Technology) dostrzegli, że podejście do turbin wiatrowych wygląda tak, jakby każda z nich była niezależnym bytem. Jednak są one elementami większych instalacji zwanych farmami wiatrowymi i najlepsze efekty korzystania z tego sposobu pozyskiwania energii dalej kompleksowe podejście do wszystkich jego części składowych. Nie tylko dziesiątek czy setek turbin wiatrowych, ale też generatorów i sieci ich połączeń. 

Wykorzystując sztuczną inteligencję w modelowaniu warunków działania całej farmy wiatrowej, można osiągnąć optymalne warunki pozyskiwania energii oraz zwiększyć moc całej instalacji. Jednocześnie poza zastosowaniem odpowiedniego oprogramowania nie wymaga  to inwestycji w dodatkowy sprzęt. Prognozowane przez nich dane dotyczące zwiększania sieci nie wydają się znaczące. Jest to od 1,2 proc. do 3 proc. Ale biorąc pod uwagę, że udaje się to osiągnąć bez dodatkowych nakładów kosztów, a jedynie poprzez odpowiedni algorytm, zaczyna to wyglądać bardziej atrakcyjnie.

Jeszcze lepiej jest, gdy zostaje to przełożone na twarde dane jakimi jest liczba turbin wiatrowych. Wtedy okazuje się, że tak niewielki zysk z czerpania energii z obecnie istniejących turbin wiatrowych w sieci jakim jest 1,2 proc. przekłada się na postawienie dodatkowych 3600 turbin. Taki wzrost pozyskiwania energii elektrycznej jest wystarczający do zasilenia nią 3 mln domów. W przeliczeniu na pieniądze to około miliarda dolarów rocznie.

Przemysł 4.0 – z jakich elementów się składa?

Niezależnie jakiej nazwy użyjemy: Przemysł 4.0, czwarta rewolucja przemysłowa, smart manufacturing czy Industry 4.0, smart manufacturing – zawsze chodzić będzie o to samo. To techniczne i organizacyjne zmiany, które zachodzą w przemyśle na naszych oczach. Umożliwia to obecny rozwój cyfryzacji i nowych technologii. 

Nowe technologie pozwalają dziś lepiej zarządzać przedsiębiorstwami. Aby było to możliwe, potrzebny jest cały szereg elementów zarówno sprzętowych, jak i programowych, które wchodzą w skład pojęcia Przemysł 4.0.

IoT  czyli internet rzeczy 

W przemysłowym Internecie rzeczy tak jak i w całym IoT elementy wyposażone w układy komunikacyjne oraz czujniki wymieniają dane bezpośrednio między sobą. Możliwości te wykorzystywane są w pomiarach, nadzorze i zarządzaniu. Pozwala to na przykład na lepsze zaplanowanie pracy urządzeń i przewidywanie awarii. Dane o wydajności i prędkości produkcji to szansa na unikanie zastojów czy kumulacji produkcyjnej. IoT oznacza również lepszą kontrolę jakości produktów poprzez lepszą analizę procedur lub receptur. 

Internet Rzeczy jest coraz popularniejszy  z uwagi na łatwiejszą dostępność czujników smart, a także technologii komunikacyjnej takiej jak chociażby LoRaWAN. Uzupełnieniem tej technologii jest przetwarzanie, analiza i wyciąganie wniosków. Za to odpowiada Big Data.
Big Data

Big Data są ogromnymi i złożonymi zbiorami danych. W ich przypadku tradycyjne metody zarządzania, w tym także magazynowanie i przetwarzanie danych przez analityków, nie mają zastosowania. Można dziś wyróżnić trzy typy Big Data:

  • ustrukturyzowane – pozyskuje się je, a następnie przechowuje i przetwarza w ustalonym formacie, co ułatwia ich obróbkę. Przykładem tego typu zbioru danych mogą być tabele arkuszy kalkulacyjnych,
  • nieustrukturyzowane – ich format jest nieznany i przeważnie mają większe rozmiary niż w pierwszym przypadku z uwagi na nadmiarowe informacje. Przykładem tego typu zbiorów danych mogą być wyszukiwarki w postaci stron, filmów czy obrazów,
  • częściowo ustrukturyzowane  – to kombinacja dwóch poprzednich typów, są to dane niesklasyfikowane, ale posiadają znaczniki, które są ich wyróżnikami.

W Big Data mamy dużą ilość danych, spływających z dużą prędkością, różny jest też stopień ich wiarygodności. Wyzwaniem może być już samo ich magazynowanie. Kolejnym jest weryfikacja wiarygodności danych, odkrywanie duplikacji rekordów, wychwytywanie błędów i niespójności. 

Chmura

W Przemyśle 4.0 przechowywanie oraz przetwarzanie Big Data wymaga sporej mocy obliczeniowej, dużych zasobów pamięci, a także  odpowiednich algorytmów temu służących. Pomagają w tym chmura obliczeniowa i sztuczna inteligencja.

Chmura pomaga tym firmom, które nie posiadają lokalnych zasobów, infrastruktury informatycznej wystarczającej do przetwarzania pozyskanych danych. Jest to usługa pozwalająca na korzystanie z serwerów, baz danych, oprogramowania i sieci zdalnie. By z niej korzystać firmy nie muszą ponosić wydatków na sprzęt czy oprogramowanie. Nie ponoszą też kosztów związanych z ich obsługą, czyli nie muszą zatrudniać specjalistów czy płacić dodatkowo za energię elektryczną.

Z usług w chmurze można zacząć korzystać w chwili, gdy pojawia się w firmie taka potrzeba. Nie trzeba planować tego kroku wcześniej. Z uwagi na dostępność usług chmurowych dostosowaną do potrzeb i możliwości finansowych różnych firm, zawsze można wybrać taką moc obliczeniową i cenę chmury, jaka jest potrzebna. 

Z uwagi na fakt, że dostawcy usług chmurowych udostępniają je wielu podmiotom, mogą zadbać o lepsze wyposażenie swoich centrów przetwarzania. Oznacza to inwestycje w sprzęt i oprogramowanie oraz zabezpieczenia przed cyberatakami na wyższym poziomie, niż ten, na który mogłoby sobie pozwolić wiele pojedynczych firm. 

Nowe rzeczywistości: wirtualna i rozszerzona

Rzeczywistość wirtualną można wykorzystać do wygenerowania środowiska nawiązującego do tego, w którym wykonywana jest dana praca bez korzystania z prawdziwego otoczenia. Dzięki rzeczywistości rozszerzonej można na obraz rzeczywisty nałożyć ten wygenerowany cyfrowo. 

W obu przypadkach wykorzystuje się okulary czy kaski z wyświetlaczami oraz specjalne oprogramowanie. Połączenie tych dwóch technologii pozwala na przeprowadzanie szkoleń bez przygotowywania specjalistycznych stanowisk pracy. Jeśli szkolenia miałyby być przeprowadzane w warunkach wysokiego ryzyka, to wykorzystanie rzeczywistości wirtualnej i rozszerzonej umożliwia przeprowadzenie ich w warunkach pozbawionych takiego ryzyka. 

Na dalszych etapach technologia pozwala na współpracę ekspertów we wspólnej przestrzeni cyfrowej. Mogą oni współpracować znajdując się w różnych miejscach kraju czy świata. Wykorzystanie rzeczywistości wirtualnej i rozszerzonej to także sposób na przeprowadzanie napraw na odległość, podczas których na widok obiektu można nanosić instrukcje postępowania. Przyspiesza to czas napraw, gdyż nie wymaga fizycznej obecności pracownika.

Robot Kerfuś – sklepowy pomocnik

Robot Kerfuś podbija serca polskich internautów. Zadaniem sympatycznego robokotka jest służenie pomocą ludziom podczas zakupów w Carrefourze. Chociaż Kerfuś z dnia na dzień stał się bohaterem internetowych memów, to jednak jest również synonimem tego, jak roboty mogą usprawnić ludzkie życie.

Podstawowym zadaniem Kerfusia, należącego do serii robotów BellaBot produkowanej przez Pudu Robotics, jest dostarczanie wybranego asortymentu do kupującego na terenie sklepu. Robot ma też proponować asortyment adekwatny do potrzeb klienta oraz promować wybrane produktu. 

Zresztą Kerfuś trafił do Carrefoura właśnie na skutek współpracy z firmą PepsiCo. Wyposażony został w funkcje sensoryczne, które nie tylko usprawniają jego poruszanie się, ale też pozwalają na interakcję z ludźmi. I tak na przykład po pogłaskaniu Kerfuś jest w stanie wyrazić swoje emocje za pomocą komunikatów dźwiękowych. Twórcy robota zachwalają swoje dzieło, jako „innowacyjne narzędzie sprzedażowe”.

Kerfusie znaleźć można w dwóch warszawskich centrach handlowych: Westfield Arkadia oraz Galeria Wileńska. Przedstawiciele sklepów prezentują roboty z dumą, wspominając, że ich obecność przekłada się na zachowanie klientów, którzy z dużą dozą ciekawości sprawdzają ich możliwości. A te są spore, bo Kerfuś jest inteligentnym sklepowym asystentem, który ma za ludzi wykonywać część zadań. Dzięki niemu czas w sklepie spędzimy w przyjemny sposób, a zakupy nie będą wiązały się z dziesiątkami kilometrów wykonanych pomiędzy sklepowymi regałami.

Sympatyczny robot stał się internetowym fenomenem. Analitycy wskazują, że w październiku 2022 roku internauci częściej od fraz „wojna” czy „inflacja”, szukali w sieci informacji o Kerfusiu. Zresztą szybko powstały o nim też liczne, czasem niewybredne, żarty, memy oraz filmy. 

Eksperci od nowoczesnych technologii przekonują, że wkrótce roboty będą bardzo popularne m.in. w marketingu oraz w sprzedaży. Upowszechnienie się technologii typu smart, a także rozwój sieci o wysokiej prędkości przesyłania danych, pozwoli na zaangażowanie większej liczby robotów w usługach. Od tego już tylko krok do personalnych robotów-asystentów czy nawet robotów-sportowców.

BellaBot – elektroniczny pomocnik kelnera

BellaBot to robot, który potrafi zaprowadzić gości do stolika, przynieść nawet osiem talerzy, zna kilka języków, a gdy trzeba to nawet zaśpiewa. Testowany jest już w polskich restauracjach.

W ramach testów BellaBot najczęściej wita gości przy drzwiach wraz z kelnerem lub kelnerką, a następnie odprowadza klientów restauracji do wskazanego stolika. Porusza się dzięki technologii wykorzystywanej między innymi w samochodach autonomicznych. Ma kamerę rejestrującą obraz w trójwymiarze, dzięki czemu zatrzymuje się automatycznie, gdy na jego drodze pojawi się na przykład odsunięte właśnie krzesło. Do jego pamięci można też wczytać trasy ciągów komunikacyjnych i układ mebli w pomieszczeniu, dzięki czemu będzie jeszcze sprawniejszy.

Robot nie jest jednak w pełni samodzielny. Nie zbiera jeszcze zamówień, ale prace nad wyposażeniem go w taką funkcję oczywiście już trwają. Choć dowozi talerze do stolika (nawet osiem) to nie potrafi ich postawić przed gośćmi. Muszą to zrobić sami. 

– Robot pełni funkcję pomocnika kelnera, jest dla niego eskortą, gdy wskazuje stolik, a później dowozi zamówione dania – potwierdza Laura Cybulska, manager restauracji Słoń w poznańskim City Parku.

Goście reagują na robota pozytywnie, co zresztą nie może dziwić, skoro wyposażony jest w stylizowaną głowę kota, która reaguje między innymi na drapanie za uchem. Na wyświetlaczu pojawia się wówczas także zadowolona kocia mina. Robot potrafi odpowiadać na niektóre zwroty i komunikuje się w kilku językach. Co do śpiewania natomiast, to ma w swoim repertuarze swojskie Sto lat, które słychać, gdy wiezie do stolika tort urodzinowy.

– Na razie mamy jednego robota, którego testujemy w naszych restauracjach i pubie. Budzi duże zainteresowanie gości, którzy coraz częściej chcą być obsługiwani przez tak nietypowego pracownika – mówi Angela Długosz z firmy Abiline Polska z Plewisk.

Dystrybutor BellaBotów postanowił udostępniać je na tydzień do restauracji, które są nim zainteresowane. Obsługiwał już gości w Poznaniu, Plewiskach i Łodzi. 

Warto też podkreślić, że nawet robot potrzebuje odpoczynku i doładowania. Po 12 godzinach pracy po prostu wyczerpuje mu się akumulator. 


Klaudia Wojciechowska

Innowacyjne źródło energii szansą dla IoT

Innowacje w sektorze energetyki to przyszłość internetu rzeczy. Columbus Energy, Saule Technologies i Google Cloud zapowiadają strategiczną współpracę, a także tworzenie nowych produktów wykorzystujących perowskitowe ogniwa fotowoltaiczne. Opracują także nowatorskie rozwiązania z dziedziny energetyki rozproszonej oraz IoT.

 

Według prognoz światowy rynek internetu rzeczy w 2025 r. będzie wart 1,1 biliona dolarów amerykańskich. Rozwój IoT będzie jednak wymagał znacznych zasobów energii. Rewolucja światowego rynku energetycznego jest zatem następnym krokiem. Bez tego nie będzie można przyspieszyć cyfryzację.

 

Perowskitowe ogniwa fotowoltaiczne od Saule Technologies mają szansę, by stać się idealnym źródłem energii dla wszelkiego rodzaju urządzeń IoT. Są niezwykle lekkie i elastyczne, działają również wydajnie w sztucznym świetle. To sprawia, iż mogą być używane w praktycznie każdych warunkach i lokalizacji, niezależnie od obecności tradycyjnej sieci energetycznej.

 

Niemożność zapewnienia rozwiązaniom IoT niezależnego źródła zasilania była dotąd głównym hamulcem ekspansji internetu rzeczy, ale nasze ogniwa rozwiązują ten problem – mówi Artur Kupczunas, członek zarządu Saule Technologies, zachwalając opracowane rozwiązanie. 

 

Pierwszym produktem wykorzystującym wspomniane ogniwa jest elektroniczna etykieta cenowa, która umożliwia zmianę wyświetlanej wartości wielokrotnie w ciągu dnia. Etykieta jest obsługiwana bezprzewodowo, dodatkowo wykorzystując potencjał chmury Google, co usprawnia gromadzenie i analizowanie danych.

 

Jednakże liczba zastosowań nowego, niezależnego źródła zasilania jest nieograniczona i zależy wyłącznie od ludzkiej kreatywności. Eksperci wskazują, że w przyszłości ogniwa będą mogły zasilać czujniki monitorujące lasy lub zapewniać dronom większy zasięg działania.

 

Columbus Energy, Saule Technologies i Google Cloud zapowiedziały już współpracę przy innych projektach, wśród których jest m.in. energetyka rozproszona. Opracowany ma zostać też autorski system nadzoru i optymalizacji przepływu energii w gospodarstwie domowym. PowerHouse należy do systemów HEMS (Home Energy Management System), czyli tych usprawniających inteligentne zarządzanie energią wytwarzaną w domu. Specjalny algorytm uczy się zachowań energetycznych, aby dostosować zużycie energii do potrzeb domowników.

 

Polska i światowa rewolucja energetyczna będzie korzyścią dla wszystkich, a zwłaszcza dla osób dotkniętych wykluczeniem cyfrowym lub chcących rozwinąć odnawialne źródła energii, by jeszcze bardziej troszczyć się o środowisko naturalne.