Umělá inteligence se rychle stává klíčovou technologií pro udržitelné zemědělství, potravinářství a rozvoj bioekonomiky. Národní výzkumná a inovační strategie pro inteligentní specializaci České republiky 2021–2027 podporuje AI jako strategicky průřezovou technologii.
AI představuje nástroj, který je silným akcelerátorem výzkumu, vývoje, inovací a zavádění transferu do praxe ve všech definovaných strategických oblastech Národní RIS3. Doména specializace „Zelené technologie, bioekonomika a udržitelné potravinové zdroje“ (DS08) v rámci Národní výzkumné a inovační strategie pro inteligentní specializaci České republiky 2021–2027 (Národní RIS3) průřezově zahrnuje využití umělé inteligence napříč svými strategickými tématy – Bioekonomika, Smart zemědělství a Globální změna.
Umělá inteligence otevírá nové horizonty
Cesta propojení AI s tématy zemědělství, potravinářství a bioekonomiky otevírá těmto oblastem nové horizonty, které vedou k vyšší efektivnosti, udržitelnosti a transformaci. AI má zásadní potenciál především ve zlepšení rozhodovacích procesů, zajištění efektivity výroby a ochraně životního prostředí. V precizním zemědělství se použití AI odráží především v analýze dat ze zemědělských ploch, jako je například automatizované řízení zavlažování, optimální použití pesticidů, predikce výnosu potravin nebo monitoring chovu zvířat. Rozmanité podmínky venkovního zemědělství vyžadují stejně rozmanité a reprezentativní datové soubory. Rovněž je tomu tak i v oblasti bioekonomiky, kde může AI pomoci v analýze a optimalizaci procesů výroby biopaliv, což má klíčový význam pro dosažení energetické nezávislosti a snižování emisí a skleníkových plynů, nebo optimalizovat procesy zpracování biomasy na bioplasty.
Na vývoji a aplikaci biotechnologií a umělé inteligence pro zemědělský sektor se v rámci Operačního programu Jan Amos Komenský mezi roky 2021–2024 zaměřilo 16, respektive 5, velkých výzkumných projektů. Zapojilo se 12, resp. 4 hlavní příjemci, zejména zástupci univerzit a ústavů Akademie věd.
V České republice pomáhá podporovat a rozvíjet spolupráci v oblasti bioekonomiky mezi vědeckým výzkumem, průmyslem a politikou BioEast Hub ČR (Národní hub pro bioekonomiku), který je širší součástí iniciativy BioEast. Národní hub pro bioekonomiku je platforma koordinovaná Ministerstvem zemědělství ČR, která podporuje AI projekty skrze jeho členy, kteří využívají potenciál AI v agro-bio sektoru.
Umělá inteligence si také rychle nachází své místo i v tradičních odvětvích, jako je v potravinářství strategie „Farm to Fork“, jejímž cílem je vytvořit férový, zdravý a environmentálně udržitelný potravinový systém. V potravinářství má AI významnou roli především při kontrole kvality potravin, která začíná výrobou, pokračuje přes zpracování a končí distribucí. Jedním z hlavních přínosů AI do sektoru potravinářství je automatizace a optimalizace výroby, bezpečnost potravinového řetězce a plánování udržitelných potravinových strategií v podnicích.
Jedním z příkladů může být i spolupráce mezi Vysokou školou chemicko-technologickou v Praze, Centrem zemědělsko-potravinářského výzkumu a inovací, s.r.o. a Beas a jejich inovativní projekt „Úspora spotřeby energie při pečení chleba pomocí optimalizace teplotního režimu s využitím AI modelů“. Hlavním cílem projektu je optimalizovat teplotní režimy pečení při dosažení požadovaných organoleptických parametrů pekařských výrobků (včetně minimálního obsahu procesních kontaminantů). Toho by mělo být dosaženo při co nejnižší spotřebě tepla a tepelných ztrátách, včetně ztrát při chlazení výrobků. Na základě optimalizace teplotních režimů bude vytvořen model AI a metodika pro efektivní pečení chleba a pšeničného pečiva, přizpůsobený pro praktické využití v pekárnách. Cílem je vytvořit intuitivní, průmyslově ověřený software pro pekárny, který minimalizuje spotřebu energie a zvyšuje efektivitu. Projekt ukazuje, jak může být umělá inteligence praktickým a přínosným nástrojem v potravinářském průmyslu. Přináší nejen vyšší kvalitu a bezpečnost potravin, ale také efektivnější výrobu a lepší využití zdrojů – což je klíčové pro udržitelnou budoucnost potravinářství.
Umělá inteligence jako klíč k regionálnímu rozvoji
Využití AI ve výzkumných organizacích a podnicích v jednotlivých krajích ČR pomáhá zvyšovat konkurenceschopnost, efektivitu a inovativnost regionální ekonomiky. Zapojení AI do výrobního procesu přispívá k udržitelnému rozvoji regionů a tvorbě nových pracovních míst v nových inovativních oborech zemědělství.
Jedním z konkrétních příkladů z Královéhradeckého kraje je AI plánovač známý jako SABINA (Smart Artificial Bednar INtelligently Assistant), který optimalizuje tok práce, sleduje neprodukční časy a tím výrazně zvyšuje produktivitu ve výrobě. Systém se dokáže učit z historických dat a aktuálních podmínek – navrhuje tak efektivnější rozvrhy směn, využití strojů, skladových zásob i lidských kapacit. Výsledkem je úspora času, snížení provozních nákladů a menší chybovost v řízení.
Dalším příkladem z Královéhradeckého kraje je projekt Nová koncepce sadů s nástupem technologií 4.0, kterého se účastní Výzkumný a šlechtitelský ústav Ovocnářský Holovousy. Projekt využívá senzorovou techniku, pokročilé metody automatizace, umělou inteligenci i robotiku – zejména v oblasti výběru genotypů a automatizace zásahů v sadech.
Výsledkem mezioborové spolupráce, kterým se může pochlubit Olomoucký kraj, respektive Český institut výzkumu a pokročilých technologií (CATRIN), je unikátní systém AMULET, který využívá umělou inteligenci k predikci vývoje rostlin. Nový nástroj vzešel ze spolupráce Univerzity Palackého v Olomouci , VŠB – Technické univerzity Ostrava a Imperial College London. Systém AMULET výrazně zlepšuje zpracování dat při fenotypizaci, což může přispět k vývoji odolnějších a výnosnějších plodin, jako jsou například brambory.
I tradiční výroba piva potřebuje inovace
Česká republika patří mezi tři největší producenty chmele na světě. S postupujícími změnami klimatu chmelařské oblasti čelí stále častějším a dlouhodobějším výskytům extrémních meteorologických jevů, jako jsou tropické, subtropické dny a vlny veder. Tradiční česká odrůda Žatecký poloraný červeňák na tyto podmínky nedokáže dostatečně reagovat, což má za následek výrazné poklesy výnosů. V reakci na tuto situaci vznikl v Ústeckém kraji projekt „Vliv různých typů závlah a fertigace chmele na jeho kvantitativní a kvalitativní parametry v měnícím se klimatu“, který realizuje Chmelařský institut s.r.o. v Žatci. Cílem projektu je ověřit efektivitu úsporných závlahových systémů a cílené výživy rostlin s ohledem na měnící se klimatické podmínky.
Součástí projektu je instalace meteorologické stanice a půdních sond napojených na datalogger, který zajišťuje dálkový přenos dat o teplotě, vlhkosti, srážkách, větru a obsahu živin v půdě. Tato data jsou zpracována s využitím AI, která umožní analyzovat velké objemy senzorických dat z chmelnic v reálném čase, predikovat potřebu závlahy a fertigace na základě vývoje počasí a aktuálního stavu půdy, optimalizovat dávkování vody a živin s cílem snížit spotřebu vstupů o 30–50 %. Technologické řešení projektu zajišťuje společnost Aquahop. Projekt by podán do tzv. malé výzvy VaV OP ST u Ministerstva životního prostředí.
Oblast zelené technologie, bioekonomika a udržitelné potravinové zdroje (DS08) je podporována i z dalších operačních programů (OP TAK a OP JAK). DS08 patřila v období let 2021–2024 mezi čtveřici nejvíce podpořených domén. Celková podpora dosáhla hodnoty 2,66 mld. Kč (z toho: příspěvek EU 1,82 mld. Kč, národní veřejné zdroje 720 mil. Kč a národní soukromé zdroje 118 mil. Kč).
Nástrojem k budoucnosti v oblasti umělé inteligence je dosažení AI gramotnosti
Efektivní implementace AI vyžaduje kvalifikovanou pracovní sílu. Základní znalosti principů AI, jako jsou strojové učení, práce s daty nebo etické aspekty, se tak stávají nezbytnou součástí moderní gramotnosti. Příkladem vzdělávacího centra je Centrum zemědělsko – potravinářského výzkumu a inovací. (CZPVI), které propojuje aplikovaný výzkum s každodenními výzvami potravinářského sektoru. CZPVI pomáhá firmám uvádět vědecké poznatky, digitální stroje a umělou inteligenci do provozu tak, aby rostla efektivita, udržitelnost a tempo inovací ve výrobě.
Zkrátka AI jako nástroj transformace a udržitelnosti se stává zásadním prvkem proměny českého zemědělství, potravinářství i bioekonomiky. Přínosy AI – od vyšší efektivity výroby přes větší udržitelnost až po přesnější rozhodování – jsou dnes nejen technologickou vizí, ale i reálnou součástí inovací, které probíhají v podnicích a výzkumných organizacích napříč regiony České republiky.
Autoři: Jana Fišerová a Jan Bilík
- Autor článku: ne
- Zdroj: Ministerstvo průmyslu a obchodu
