Już nie dwa miesiące, tylko dwie minuty będą potrzebne na zbadanie składu gleby na polu uprawnym. Wszystko za sprawą autonomicznego pojazdu badawczego, którego prototyp opracował polski licealista. Tego typu technologie rozwijane są jak na razie w przemyśle kosmicznym, ale coraz pilniejsze staje się ich zastosowanie na Ziemi. Do 2050 r. światowa populacja może osiągnąć 10 mld ludzi, co zaś może się przełożyć nawet na podwojenie zapotrzebowania na produkty rolne. Technologie służące zapobieganiu stratom w rolnictwie są więc jednym z najważniejszych wyzwań ludzkości.
– Na całym świecie pola uprawne są nieustannie narażane na negatywny wpływ czynników zewnętrznych. Duże zmiany w stężeniu jonów w glebie spowodowane wpływem środowiska mogą mieć drastyczny wpływ na jej właściwości, a tym samym prowadzić do ogromnych strat na polach uprawnych. Opracowałem prototyp autonomicznego pojazdu do prewencyjnej analizy stanu gleby na polach uprawnych. Jest to po prostu lekarz pierwszego kontaktu dla gleby – mówi agencji Newseria Innowacje Piotr Lazarek, uczeń Liceum Ogólnokształcącego „Filomata” z Gliwic.
Pola uprawne stale są narażone na działanie czynników zewnętrznych, co skutkuje zmianami w stężeniach jonów. To z kolei może prowadzić do ogromnych strat. Licealista z Gliwic zbudował nowatorski i zaawansowany technologicznie pojazd autonomiczny, który może mieć ogromne znaczenie dla przemysłu rolniczego. Urządzenie wyposażone jest w system wymiennych elektrod jonoselektywnych, które podczas przejazdu badają stężenie konkretnych jonów, a dzięki systemowi GPS dokładnie lokalizują, gdzie stężenie jest zbyt wysokie.
– Do tej pory rolnicy wysyłali swoje próbki w celu analizy do okręgowych stacji chemiczno-rolniczych. Taki sposób był bardzo wydajny, bardzo precyzyjny, jednak czas oczekiwania na wyniki analizy w tego typu placówkach to około 2 miesiące i wiąże się z dość sporymi kosztami. Mój prototyp pojazdu radzi sobie z analizą jednej próbki nie w 2 miesiące, a w 3 minuty – przekonuje Piotr Lazarek.
Pojazd, jadąc po polu uprawnym, pobiera próbkę gleby, którą następnie miesza z wodą destylowaną i poddaje ją analizie poprzez wymienny system elektrod jonoselektywnych. Rozwiązanie proponowane przez młodego naukowca może zrewolucjonizować podejście do przeprowadzania analiz gleby na polach uprawnych.
– Dzięki wymiennemu systemowi elektrod jonoselektywnych moje urządzenie można w bardzo prosty sposób dopasować do potrzeb konkretnego rolnika bądź instytucji. I dzięki temu moje rozwiązanie może znaleźć szerokie zastosowanie m.in. w analizie wpływu środowiska na pola uprawne, np. na Śląsku, analizując stężenie jonów metali ciężkich. Do wdrożenia tego rozwiązania potrzeba jednak finansowania i wsparcia – mówi młody naukowiec.
Autonomiczne pojazdy o charakterze badawczym są technologią rozwijaną przede wszystkim w łazikach marsjańskich. Zaledwie kilka miesięcy temu brytyjscy naukowcy skończyli testowanie takiego pojazdu w warunkach zbliżonych do marsjańskich. Rozpoczęcie jego misji jest planowane przez Europejską Agencję Kosmiczną oraz Roskosmos dopiero na 2020 rok. Tymczasem potrzeba wykonywania analiz z użyciem autonomicznych pojazdów zdolnych szybko i precyzyjnie pracować jest sprawą pilną zwłaszcza na Ziemi.
– Dzięki wykorzystaniu tego typu rozwiązań rolnik otrzyma po całej analizie plan najbardziej optymalnego nawożenia gleby pod konkretne rośliny uprawne. Analiza pól uprawnych jest jednym z najważniejszych wyzwań XXI wieku – przekonuje Piotr Lazarek.
Prognozy Organizacji Narodów Zjednoczonych wskazują, że do 2050 roku zaludnienie naszej planety sięgnie 10 mld. To może doprowadzić do podwojenia popytu na produkty rolne. W ciągu najbliższych lat zrodzi się więc na świecie pilna potrzeba opracowywania rozwiązań ograniczających straty w plonach.
– Precyzyjne technologie rolnicze są odpowiedzią na ten problem, są rozwiązaniem, ponieważ z badań wynika, że zastosowanie tych technologii może wiązać się nawet z 15-proc. oszczędnością na nasionach, nawozach oraz chemikaliach. Ponadto oszacowano, że wykorzystanie takich technologii może zwiększyć zyski światowej produkcji roślin nawet o 20 mld dolarów rocznie – twierdzi Piotr Lazarek.
Analitycy z Allied Market Research szacują, że światowy rynek wszelkiego typu pojazdów autonomicznych osiągnie do 2026 roku wartość 557 mld dol. Średnioroczne tempo wzrostu utrzyma się na poziomie 39,5 proc.
