Tvarioji inžinerija – žinios ir menas diegti robotus gyvojoje gamtoje

Šiuo metu vienas sparčiausiai modernėjančių ir naujausias technologijas taikančių sektorių – žemės ūkio sektorius. Ir tai kelia naują iššūkį agroverslui, darbo rinkoje nerandančiam reikalingų specialistų, taip pat aukštosioms mokykloms, kurių uždavinys tokius specialistus parengti. Todėl Vytauto Didžiojo universiteto Žemės ūkio akademijos (VDU ŽŪA) partnerystė su šalies agroverslo įmonėmis šiandien yra puikus pavyzdys, kaip bendradarbiaujant galima sukurti aktualią tarpdisciplininę studijų programą bei motyvuoti jaunus žmones joje studijuoti. Tai – vienintelė Lietuvoje VDU ŽŪA Inžinerijos fakulteto studijų programa Tvarioji inžinerija, kurioje rengiami specialistai, gebantys diegti ir valdyti išmaniąsias inžinerines sistemas – dronus, robotus, dirbtinio  intelekto programas, precizinio mašinų valdymo modelius gyvojoje gamtoje.

Programa sukurta verslo iniciatyva

„Studijų programa Tvarioji inžinerija buvo kuriama verslo iniciatyva ir drauge su juo įgyvendinama. Štai po šiųmetės VDU Žemės ūkio akademijoje vykusios parodos „Ką pasėsi… 2024“ į Inžinerijos fakultetą kuriam laikui buvo perkeltas moderniausias Europoje galvijų šėrimo robotas. Galimybę būsimiems inžinerijos specialistams ir dėstytojams iš arti apžiūrėti bei paanalizuoti inovaciją, kurios kaina išties įspūdinga, suteikė VDU ŽŪA partnerės – agroverslo įmonės UAB „GEA Baltics“ ir UAB „Žemtiekimas““, – kalba VDU Žemės ūkio  akademijos Inžinerijos fakulteto studijų programos Tvarioji inžinerija komiteto pirmininkas prof. dr. Rolandas Bleizgys, pastebintis, kad tokį pirkinį įsigyti pačiam universitetui netgi nebūtų tikslinga, nes modernizacija žemės ūkyje vyksta labai sparčiai ir inovacijų atsiranda nuolat. Todėl programos Tvarioji inžinerija studentai dalį studijų laiko praleidžia  moderniuose VDU ŽŪA socialinių partnerių ūkiuose, lyderiaujančiose agroverslo įmonėse, kur gali stebėti automatizuotus gamybos procesus. 

Dirbti ne sunkiai, o sumaniai

„Šiuolaikinis žmogus pageidauja skaniai ir sveikai maitintis, kvėpuoti švariu oru, būti apgaubtas estetiškos aplinkos ir, žinoma, mėgautis gyvenimu itin sunkiai nepersidirbdamas. Tačiau visų šių norų įgyvendinimo sėkmė didele dalimi priklausys nuo to, kaip pavyks susidoroti su uždaviniais, šiuo metu keliamais žemės ūkiui, ir kokį būrį specialistų turėsime šiems uždaviniams spręsti“, – neabejoja prof. dr. R. Bleizgys, pastebintis, kad pagrindinė žemės ūkio užduotis buvo ir tebėra aprūpinti maistu augančią gyventojų populiaciją. Tačiau kuo toliau, tuo labiau visoms gamybos šakoms, o ypatingai žemės ūkio veiklai griežtėja aplinkosaugos reikalavimas mažinti neigiamą poveikį aplinkai. Žemės ūkis privalo sugebėti pagaminti vis daugiau kokybiško maisto neteršdamas oro, dirvožemio bei vandens. Be to, vystantis bioekonomikai, pastebimai auga dar viena svarbi žemės ūkio funkcija – jis tiekia vis daugiau žaliavų įvairioms pramonės šakoms bei energetikos sektoriui.

Šiame kontekste, pasak pašnekovo, dirbamos žemės plotų turėtų didėti. Tačiau yra priešingai – dėl urbanizacijos, rekreacijos ir kitų visuomenės poreikių jų mažėja. Vadinasi, turime sugebėti gaminti našiau, sparčiau, efektyviau. O visa tai padaryti įmanoma vieninteliu būdu – skaitmenizuojant žemės ūkį ir gyvojoje gamtoje diegiant išmaniąsias inžinerines sistemas – dronus, robotus, dirbtinio intelekto programas, precizinio mašinų valdymo modelius. 

„Akivaizdu, kad išmaniosios inžinerinės sistemos žemės ūkyje būtų nereikalingos tik tuo atveju, jeigu žmonija gebėtų išgyventi be natūralaus maisto ir natūralių žaliavų. Tačiau vargu, ar tokios ateities, kad ir labai tolimos, norėtųsi“, – svarsto prof. dr. R. Bleizgys.

Profesoriaus įsitikinimu, siekiant sėkmingai įveikti žemės ūkiui keliamus uždavinius, yra ir bus vis labiau reikalingi atitinkamų šiuolaikiškų žinių ir kompetencijų įgiję tvariosios inžinerijos specialistai. Jie turi gebėti kurti modernų žemės ūkį, kuriame norimų rezultatų pasiekiama dirbant ne stereotipiškai sunkiai, o sumaniai.

Tvarumas – gyvenimo kokybė šiandien be žalos ateičiai

„Inžinerinių sistemų – dronų, robotų, dirbtinio intelekto ir kitų pažangių technologijų – diegimas žemės ūkyje neatsitiktinai įvardijamas bendru terminu tvarioji inžinerija. Tvarumas yra labai plati sąvoka. Tvari gamyba, tvari technologija – visa tai sietina su aukšta gyvenimo kokybe. Tvarumo tikslas ir yra gerinti gyvenimo kokybę dabartinei visuomenei, nepakenkiant ateities kartoms. Todėl žemės ūkio veikloje privalome siekti harmonijos tarp žmogaus, socialinės plėtros ir aplinkosaugos. Studijų programoje Tvarioji inžinerija visas šias sritis sujungiame ir problemas sprendžiame pasitelkdami inžinerines sistemas gyvojoje gamtoje“, – aiškina VDU ŽŪA atstovas.

Prof. dr. R. Bleizgio pastebėjimu, pasaulis ilgą laiką buvo įsitikinęs, kad visas problemas žemės ūkyje galima išspręsti pasitelkiant chemijos pramonės sukurtus produktus – chemines trąšas, augalų apsaugos priemones. Tačiau su tvarumu tai visiškai nedera. Tvariosios inžinerinės sistemos optimizuoja darbo procesus, didina darbo našumą, tikslumą, gerina darbo sąlygas.

Įdiegus šias sistemas gerai jaučiasi darbuotojas, nes jo darbas nėra alinantis ir monotoniškas, o priešingai – kūrybiškas ir įdomus.

Gyvūnais, kuriuos prižiūri žmogaus stebimi ir kontroliuojami robotai, rūpinamasi maksimaliai gerai, jie yra sveikesni, produktyvesni, jų gerovė užtikrinama puikiai. Ūkiuose, kuriuose visi gamybos etapai vyksta preciziškai tiksliai, iki minimumo sumažėja neigiamas poveikis aplinkai.

„Tvariosios inžinerijos sistemos yra žemės ūkio ateitis, kuri jau yra tapusi dabartimi šimtuose Lietuvos ūkių. Augalininkystės sektoriuje robotai kontroliuoja augalų augimą, tręšia, ravi, stebi dirvožemio parametrus. Atitinkamus jutiklius turintys robotai gali labai tiksliai įvertinti pasėlių būklę, trąšas ir augalų apsaugos priemones paskleisti tiksliai ten, kur reikia, ir tiek, kiek jų reikia. Gyvulininkystės ūkiuose robotai melžia, šeria karves, rūpinasi jų sveikata. Tad, regis, ką tuomet veikia žmogus?“ – retoriškai klausia prof. dr. R. Bleizgys, atkreipiantis dėmesį, kad žmogus šiuo atveju vertina roboto siunčiamą informaciją ir turi galimybę dar efektyviau optimizuoti gamybą.

„Rutininį darbą fermoje neabejotinai geriau atlieka robotas. Robotas atlieka labai svarbią funkciją – jis kaupia didelius kiekius duomenų. Tai padeda darbuotojui priimti atitinkamus sprendimus bei efektyvinti gamybos procesus“, – teigia pašnekovas, pastebintis, kad gyvulininkystės sektoriuje svarbiausias dalykas yra gyvūnų gerovė. Robotizuotuose ūkiuose ji užtikrinama geriau, nes palyginti su žmogumi robotas visus darbus atlieka tiksliau, preciziškiau, jis su gyvūnais visada elgiasi korektiškai.

„Tradicinėje fermoje visos karvės gyvena vienodu režimu – kartu gula, keliasi, ėda, kartu yra melžiamos. Tačiau kiekvienas bandos galvijas yra individas, turintis individualių poreikių ir savitą charakterį. Robotas į visa tai atsižvelgia ir kiekvienam sudaro sąlygas gyventi pagal individualią dienotvarkę. Dėl to galvijai tampa ramesni, gerėja jų sveikata, produktyvumas. Be abejo, robotas gyvulių negydo, tačiau signalizuoja apie gresiančius negalavimus ir padeda jų išvengti. Tai ūkiui leidžia gaminti daugiau ir kokybiškesnės produkcijos. Akivaizdu, kad robotai labai dera su visais siektinais kriterijais: gyvūnų gerovės, ekonomikos, aplinkosaugos“, – įsitikinęs prof. dr. R. Bleizgys. 

Robotui įdarbinti reikalingos žinios ir gebėjimai

Pasak VDU ŽŪA atstovo, klaida manyti, kad ūkininkui pakanka įsigyti robotą, ir šis jau sėkmingai dirba. Iš tiesų robotą reikia sugebėti  įdiegti ir įveiklinti. Ir šis procesas susijęs su įvairiomis tarpdisciplininėmis žiniomis, tarp jų –  žmogaus ir gyvūnų psichologija. 

„VDU ŽŪA studijų programos Tvarioji inžinerija absolventų uždavinys ir bus ne projektuoti ir gaminti robotus, o juos diegti žemės ūkyje. Šioje studijų programoje sujungiami tvirti inžinerijos pagrindai su informatikos dalykais ir  agronomija, biologija. Toks tarpdisciplininių žinių bagažas absolventams suteikia kompetencijų diegti skaitmenines sistemas gyvojoje gamtoje. Tai gerokai sudėtingiau, nei įdiegti robotą pramonėje. Pramonėje roboto darbo objektas yra metalas, plastikas, mediena, tekstilė, žemės ūkyje – augalas ir gyvūnas. O gyvas organizmas, kaip ir žmogus, kiekvieną dieną jau yra kitoks – vieną dieną labiau suaugęs, subrendęs ar nusilpęs“, – VDU ŽŪA studijų programos Tvarioji inžinerija turinio niuansus komentuoja prof. dr. R. Bleizgys, atkreipiantis dėmesį, kad verslo iniciatyva ir su juo bendradarbiaujant sukurta programa yra  maksimaliai orientuota į inovacijas ir iššūkių žemės ūkyje sprendimus. 

VDU Žemės ūkio akademijai esant plačios aprėpties VDU dalimi, studijų programoje Tvarioji inžinerija sėkmingai panaudojamas universiteto Informatikos fakulteto potencialas. Šiame fakultete Tvariosios inžinerijos programos studentai mokosi programavimo technologijų, dirbtinio intelekto ir mašininio mokymo taikymo, robotikos, duomenų mokslo ir kt. 

„Rengiant aukštos kvalifikacijos specialistus labai svarbus veiksnys – verslo įmonių dalyvavimas studijų procese. Mūsų fakulteto studentų ryšiai su verslo įmonėmis užsimezga jau nuo pirmojo studijų kurso, motyvuoti studentai agroverslo įmonių yra nuolat skatinami solidaus dydžio stipendijomis. Tad galima daryti vienareikšmę išvadą – verslas suinteresuotas skatinti tas studijas, kurias baigę absolventai verslui yra reikalingi. Ir tai labai aiški bei motyvuojanti žinutė abiturientams“, – reziumuoja VDU ŽŪA prof. dr. R. Bleizgys.