Inżynierowie z Sii Polska wyhodowali rośliny bez gleby wykorzystując sztuczną inteligencję

0
Inżynierowie z Sii Polska wyhodowali rośliny bez gleby wykorzystując sztuczną inteligencję

W ramach firmowego Programu Sponsoringu Pasji inżynierowie z Sii Polska realizują w Gdańsku oparty na sztucznej inteligencji proekologiczny projekt EVAA – Ecological Vertical Agriculture Assistant. Zespół projektowy został nagrodzony przez internautów w międzynarodowym konkursie Innovate FPGA za próbę technologicznego rozwiązania problemów głodu i zagrożeń ekologicznych.

EVAA to skrót od Ecological Vertical Agriculture Assistant. Jest to badawczo-rozwojowy projekt inżynierów Sii Polska, realizowany wraz z ekspertami z trójmiejskiego środowiska naukowego, którzy wspólnie podjęli próbę nauczenia sztucznej inteligencji jak hodować rośliny. EVAA to system, w którym sałata rośnie pod czujnym okiem maszyny. Jest ona hodowana jest hydroponicznie – to specjalny, ekologiczny sposób uprawy roślin, który polega na tym, że są one zanurzone bezpośrednio w wodzie, z której czerpią substancje odżywcze. Zaletą takiego rozwiązanie jest to, że zużycie powierzchni i wody jest znacznie mniejsze, niż w przypadku tradycyjnych upraw w glebie.

Celem projektu EVAA jest walka z problemami współczesnej ekologii. Tworzący rozwiązanie  inżynierowie podkreślają, że aspekt ekologiczny jest tu niezwykle ważny, ponieważ może przyczynić się do rozwiązania takich problemów, jak głód na świecie. Od strony technologicznej kluczową rolę odgrywa sztuczna inteligencja. O jej szczególnym rodzaju, jakim jest uczenie ze wzmocnieniem wykorzystywane w projekcie EVAA, zrobiło się głośno, kiedy program AlphaGo wygrał z człowiekiem w grę Go, która dla maszyn jest znacznie trudniejsza, niż np. szachy.

– W naszym podejściu zastosowaliśmy uczenie ze wzmocnieniem do sterowania fizycznego procesu, jakim jest rozwój rośliny. Jest to szczególny rodzaj sztucznej inteligencji. Polega on na tym, że algorytm otrzymuje tylko sygnał zwrotny w postaci nagrody, jeżeli sałata dobrze się rozwija. Algorytm musi sam znaleźć optymalną drogę do rozwiązania – mówi Paweł Czapiewski, Lider Zespołu w Centrum Kompetencyjnym Embedded w Sii Polska oraz lider projektu EVAA.

W ramach realizacji projektu powstał kompleksowy system umożliwiający wizualizację, przetwarzanie i zbieranie danych, w tym danych z kamery. Pomysł obejmuje także przetwarzanie i rozpoznawanie obrazów, by odpowiednio wyznaczyć sygnał nagrody dla inteligentnego agenta. W trakcie prac nad systemem należało zintegrować ze sobą wiele różnych sensorów i aktuatorów. Dzięki szeregowi technologicznych wyzwań, cały zespół podniósł swoje kompetencje w każdym ze wspomnianych obszarów. Pogłębili też znajomość technologii i narzędzi, takich jak programowanie w Python czy C, Flask, Grafana, OpenCV, Blender, CI/CD, a także w zakresie testowania urządzeń wbudowanych.

Inżynierowie z Sii Polska prowadzą wspomniany projekt w ramach firmowego Programu Sponsoringu Pasji – są to głównie eksperci z Centrum Kompetencyjnego Embedded, pełniący różnorodne role: od projektantów, konstruktorów, programistów, testerów, aż po stolarzy – drewniana konstrukcja robota to także ich dzieło. W projekt zaangażowani są również specjaliści zewnętrzni: Piotr Wierzgała, ekspert uczenia maszynowego z Trójmiasta, oraz Tadeusz Puźniakowski, wykładowca Polsko-Japońskiej Akademii Technik Komputerowych.

– Bez Programu Sponsoringu Pasji nie udałoby się zrealizować projektu EVAA. System ten wymaga specjalistycznego sprzętu. Został on zakupiony ze środków Programu. Uczestnicy projektu naprawdę realizują w nim swoje technologiczne pasje. EVAA tworzona jest w czasie wolnym, kiedy nie jesteśmy zaangażowani w projekty komercyjne. Dla każdego z nas jest to świetna okazja, by pogłębić swoje kompetencje w obszarach technicznych lub zdobyć nowe umiejętności – mówi Paweł Czapiewski.

Przed twórcami projektu kolejne etapy prac nad rozwojem rozwiązania, ale już teraz mogą cieszyć się z pierwszego sukcesu swojego rozwiązania. Projekt wygrał Iron Award – nagrodę w prestiżowym konkursie Innovate FPGA organizowanym przez firmę Intel. Inżynierowie podkreślają, że największą satysfakcję daje im sama praca ze sztuczną inteligencją i obserwacja, jak dzięki człowiekowi się rozwija.