Dział badań i rozwoju.
Niezbędne dane potrzebne do prowadzenia badań i ich analizy pozyskujemy dzięki obrazom wielospektralnym oraz RGB zrobionym podczas oblotów na polach przy użyciu kamer zamontowanych na dronach.
Wpływ B+R na działanie firmy
Nasze doświadczenie w projektach badawczo-rozwojowych
Wydawać by się mogło, iż w czasach nowych technologii innowacje są tak powszechne, że spotykamy je na każdym kroku. Jednak historia wielu firm, w tym również gigantów poszczególnych branż, pokazuje, że bez przemyślanej inwestycji w działania badawczo-rozwojowe łatwo jest wypaść z rynku.
Jako organizacja zajmująca się na co dzień pracą w obszarach R&D, przedstawiamy Państwu ofertę skorzystania z naszych usług w zakresie badań spektralnych, nauczania maszynowego (ML) i sztucznej inteligencji (AI) oraz wykonywania zaawansowanych lotów bezzałogowymi statkami powietrznymi (dronami), a także przetwarzania obrazów i danych.
W ramach działań badawczo-rozwojowych w QZ Solutions prowadzimy kilka równoległych projektów. Przede wszystkim prowadzimy badania z zakresu analizy danych spektralnych na potrzeby rolnictwa precyzyjnego.
Nasze doświadczenie i umiejętności wykorzystywane są w kilku projektach dotowanych ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego o łącznej wartości ponad 45 mln zł. Najważniejsze działania w zakresie B+R, które obecnie prowadzimy, mają na celu wykorzystanie najnowszych odkryć ze świata nauki i technologii informatycznych do poprawy jakości i produktywności upraw.
Poniżej przedstawiamy szczegółowy opis możliwych prac oraz przykłady projektów, które prowadzimy.
Uprawa pomidora gruntowego
W pierwszej kolejności skupiamy się na badaniach w uprawie pomidora gruntowego, w ramach których współpracujemy z jednym z największych producentów spożywczych w Polsce i tworzymy najnowsze rozwiązania dla plantatorów. Za pomocą bezzałogowych statków powietrznych wyposażonych w kamery spektralne jesteśmy w stanie określić kondycję uprawy na podstawie wskaźników wegetacyjnych, takich jak np. NDVI.
Wykorzystujemy algorytmy przetwarzania obrazu w celu szacowania wielkości plonu, aby producent rolny mógł zaplanować zbiory oraz sprzedaż surowca. Za pomocą jednego z najbardziej uznanych w świecie nauki sprzętów do wykonywania polowych pomiarów spektralnych identyfikujemy wczesne stadia choroby roślin, umożliwiając rolnikowi precyzyjnie dawkowanie środków ochrony. Dzięki temu straty wywołane chorobami takimi jak Zaraza, Antraknoza, Alternarioza czy Septorioza będą niższe, a uprawy pomidora bardziej ekologiczne na skutek zmniejszenia ilości wykorzystanych środków chemicznych.
Zapotrzebowanie uprawy na wodę
W ramach projektu dofinansowanego przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju, który rozpoczyna się w styczniu 2020 r., przebadamy możliwości wykorzystania obrazowania hiperspektralnego oraz sztucznych sieci neuronowych do określania poziomu zapotrzebowania uprawy na wodę. Badania te prowadzone będą we współpracy z instytucjami badawczymi, specjalizującymi się w algorytmach sztucznej inteligencji, fizjologii ziemniaka, a także z praktykami produkującymi co roku ok. 50 tys. ton ziemniaków.
Celem projektu jest stworzenie inteligentnego systemu, pozwalającego na precyzyjne nawadnianie uprawy ziemniaka na podstawie aktualnej wilgotności gleby bez wykorzystywania danych in-situ, takich jak lokalne sensory wilgotności.
Wykrywanie chorób buraka cukrowego
Prowadzimy również badania w zakresie wczesnego wykrywania chorób buraka cukrowego, przede wszystkim wczesnej fazy rozwoju chwościka buraka cukrowego, który powoduje nawet 43% strat plonów.
Badania wykonujemy z wykorzystaniem bezzałogowego statku powietrznego, wyposażonego w kamerę hiperspektralną, a także spektrometru hiperspektralnego do pomiarów naziemnych.
Prowadzimy również badania w zakresie wykrywania chwastów w uprawach, ze szczególnym uwzględnieniem uprawy buraka cukrowego.
Inne działania
W ramach pozostałych działań B+R wykonujemy również
- analizę spektralną innych upraw pod kątem wykrywania chorób;
- wysokiej jakości ortofotomapy z wykorzystaniem bezzałogowych statków powietrznych, kamer o wysokiej rozdzielczości (20 MPix) kamer multispektralnych do określania kondycji uprawy;
- implementujemy algorytmy rozpoznawania obrazu oraz modele sztucznej inteligencji, przede wszystkim na potrzeby rozpoznawania chorób roślin, szacowania plonów, zużycia środków ochrony roślin i określania innych parametrów upraw,
- badanie stanu techniki w zakresie rolnictwa precyzyjnego.
Technologia
Technologia, którą dysponujemy:
Kamera multispektralna zintegrowana z bezzałogowym statkiem powietrznym
Kamera multispektralna, pozwalająca między innymi na obliczanie indeksów wegetacji roślin uprawnych. Rozwiązanie to wykorzystujemy w naszej firmie do monitorowania upraw pod kątem prawidłowego rozwoju roślin.
Obloty z użyciem takich kamer służą nam również do budowania zbiorów obrazów, które wykorzystywane są w procesie rozwoju algorytmów sztucznej inteligencji, przygotowywanych na potrzeby rolnictwa precyzyjnego.
Obrazowanie multispektralne pozwala na gromadzenie informacji na temat wegetacji roślin, dystrybucji wody i problemów z irygacją, a także szkód rolniczych i wielu innych.
Kamera hiperspektralna zintegrowana z bezzałogowym statkiem powietrznym
Platforma hiperspektralna jest oparta o 6-wirnikowy bezzałogowy statek powietrzny, wyposażony w 150-pasmową kamerę hiperspektralną. Kamera ta umożliwia rejestrację obrazów w wysokiej rozdzielczości spektralnej, w przedziale 470 nm do 900 nm i z częstotliwością 65 klatek na sekundę.
Kamera wykorzystuje spektrometr w celu rejestracji zmieniających się warunków oświetlenia. Pozwala to na uzyskanie poprawnych radiometrycznie ortofotomap nawet przy zmieniających się podczas lotu warunkach oświetleniowych. Takie rozwiązanie poprawia skuteczność, znacząco zwiększając liczbę dni w roku, w których można wykonać przelot. Urządzenie wykorzystywane jest do zaawansowanej analizy upraw rolnych oraz badań dotyczących połączenia technologii wizji hiperspektralnej oraz głębokich sieci neuronowych.
Kamera RGB wysokiej rozdzielczości zintegrowana z bezzałogowym statkiem powietrznym
Platforma bezzałogowa wyposażona jest w kamerę rejestrującą obrazy w wysokiej rozdzielczości, przydatną w procesie zbierania danych i budowania ortofotomap (obrazów z referencjami geograficznymi). Pozwala to na późniejsze dokładne zlokalizowanie zarejestrowanych obiektów.
Zgromadzone obrazy wykorzystujemy później do wykonywania analiz, przygotowania algorytmów wizyjnych czy też w procesie trenowania algorytmów sztucznej inteligencji. Wśród zastosowań wymienić można analizę upraw pod kątem zachwaszczenia, precyzyjne wskazywanie różnych obiektów na polach czy wykrywanie szkód rolniczych.
Spektrofotometr hiperspektralny
Spektrofotometr wykorzystywany w naszej firmie pozwala na prowadzenie pomiarów z bardzo dużą rozdzielczością spektralną (1 nm) i w bardzo szerokim zakresie spektralnym (400-2500nm), nieosiągalnymi dla innych urządzeń. Warto zauważyć, że dysponujemy mobilną wersją urządzenia, która umożliwia prowadzenie badań poza laboratorium – znajduje to zastosowanie w badaniach agronomicznych, geologicznych i wielu innych.
Użycie spektrometru pozwala na szybkie prowadzenie pomiarów i badanie zjawisk nie dostrzegalnych dla innych urządzeń (obserwowalnych daleko poza zakresem światła widzialnego). W naszych badaniach sprzęt ten wykorzystywany jest m.in. do zaawansowanych badań nad wczesnym wykrywaniem chorób w uprawie pomidora.
