Dirbtinis intelektas padės prognozuoti durpynų drėgmę ir stiprins visą tiekimo grandinę

Vilniaus universiteto Matematikos ir informatikos fakulteto (VU MIF) komanda kartu su bendrove „Klasmann Deilmann Ežerėlis“ laimėjo Europos kosmoso agentūros projektą, kurio metu kuriamas dirbtinio intelekto (DI) sprendimas realiu laiku prognozuoti durpių drėgmę. 

Projekte palydoviniai radarų, optiniai ir hiperspektriniai duomenys derinami su lauko matavimais, o rezultatai pateikiami interaktyviame žemėlapyje, skirtame sprendimų priėmimui durpynuose.

„Tikrai neįtikėtina, kaip pasikeitė ne tik dirbtinio intelekto (DI), bet ir kosmoso pramonė, kurių dėka įmanoma realizuoti tokias sistemas“, – sako projekto vadovas dr. Valentas Gružauskas.

Suderina gamybinę veiklą ir aplinkos apsaugą

Projektui įgyvendinti naudojami palydoviniai radarų (SAR) duomenys, leidžiantys „permatyti“ debesis ir fiksuoti žemės paviršiaus būklę bet kokiu oru. Kelių ilgių bangos suteikia skirtingą informaciją: trumpesnės dažniau atsispindi nuo paviršiaus, o ilgesnės – nuo augalijos lajos.

Tokiu principu miškininkystės sektoriuje galima įvertinti net ir medžių aukštį. Todėl panašiai, derinant su optinėmis nuotraukomis ir hiperspektriniais matavimais, vertinama ir paviršiaus drėgmė.

„Kadangi palydovai tiesiogiai nematuoja drėgmės, Ežerėlio durpynuose (Kauno r.) atliekami fiziniai matavimai realioje buvimo vietoje kartu su „Klasmann Deilmann Ežerėlis“ komanda. Surinkti drėgmės duomenys sujungiami su palydoviniais vaizdais ir orų prognozėmis, o DI modeliai apskaičiuoja savaitinio dažnio drėgmės prognozes“, – paaiškina dr. V. Gružauskas.

Tuo metu VU mokslininkas Linas Beveinis įsitikinęs, kad kuriama sistema svarbi Lietuvai tuo, kad didelė dalis pelkių yra nusausintos, o jų paviršiaus drėgmės kontrolė tiesiogiai lemia ekosistemų stabilumą bei emisijų valdymą.

„Projektas užpildo spragą tarp mokslo ir praktinio išteklių valdymo, suteikdamas patikimą įrankį gamybinei veiklai ir aplinkos apsaugai derinti“, – pabrėžia jis.

Efektyvesnė veikla lemia mažesnį poveikį aplinkai

Durpių substratų gamybą šiemet labiausiai lėmė meteorologinės sąlygos: dėl aukšto drėgmės lygio Lietuvoje buvo išgauta tik apie 72 proc. įprasto durpių kiekio. Dar prastesnė padėtis fiksuota Latvijoje, kur paskelbta nepaprastoji padėtis – ten išgauta apie 28 proc. vidutinio kiekio. Tai didina rizikas visai tiekimo grandinei, juolab kad trys Baltijos šalys tiekia net apie 40 proc. pasaulio durpių, skirtų augalų, daržovių ir medžių auginimo terpėms.

„Tokių meteorologinių sąlygų, kokios buvo šią vasarą, nebuvo fiksuota jau maždaug penkiolika metų. Jei kai kurioms įmonėms pavyko įgyvendinti numatytus planus, tai kitos nepasiekė nė pusės tikslų“, – apie Lietuvos durpių pramonės padėtį kalba Auginimo terpių gamintojų asociacijos (ATGA) vykdantysis direktorius Giedrius Kavaliauskas.

Pasak jo, DI pagrindu VU mokslininkų kuriamas dirvožemio hidratacijos lygio prognozavimo modulis „debesų neišsklaidys“, tačiau leis kur kas išmaniau planuoti darbus.

„Durpynai yra itin vertinga terpė tyrimams, leidžiantiems geriau įsigilinti į ekosistemų pokyčius ir jų sąsajas su klimato kaita. Šio projekto tikslas – stebėti, kaip durpynų būklė kinta keičiantis sezonams, atsižvelgiant ir į vis labiau dažnėjančius ekstremalius bei sunkiai prognozuojamus meteorologinius reiškinius. Tokiose specifinėse teritorijose naudojant nuotolinio stebėjimo duomenis įmanoma sukurti metodiką, kuri ilgainiui būtų naudojama ir kitose žemės naudmenose. Tai padeda siekti didesnio ūkinės veiklos efektyvumo ir ekonominio pagrįstumo bei mažinti poveikį aplinkai ir klimatui“, – sako G. Kavaliauskas.

„Klasmann-Deilmann“ projektų vadovas Marijus Sandaras aiškina, kad kuriamas sprendimas leis realiu laiku matyti durpynų drėgmės būklę ir pokyčius.

„Tokia informacija ypač vertinga planuojant gavybos darbus: galime geriau įvertinti sąlygas, laiku reaguoti į pokyčius ir efektyviau naudoti techniką. Keičiantis klimatui, tokios technologijos tampa neatsiejama tvaraus verslo dalimi“, – teigia jis.

Integruos ir daugiau rodiklių

Šiuo metu vyksta pirminiai projekto darbai. Pirminėje projekto stadijoje gauti duomenys pateikiami su maždaug 10 proc. paklaida.

„Jei su VU mokslininkais pavyks sumažinti ją iki 5 proc., tuomet mūsų sektoriui tai būtų labai didelė pagalba ateityje“, – įsitikinęs ATGA vadovas.

Galutinis šio projekto tikslas – neapsiriboti vien drėgmės prognozėmis. Kartu planuojama integruoti ir platesnius rodiklius, įskaitant anglies dvideginio apykaitos vertinimą bei durpynų atkūrimo planavimą.