Projekt minimalizuje záťaž na životné prostredie, ako aj ekonomické náklady na organické pestovanie potravín.
Fakulta chemickej a potravinárskej technológie STU (FCHPT STU) kladie dlhodobo veľký dôraz na kvalitu vzdelávania s ohľadom na možnosti uplatnenia absolventov v praxi. V rámci bakalárskeho študijného programu Riadenie procesov spolupracujú študenti a mladí vedeckí pracovníci z Ústavu informatizácie, automatizácie a matematiky na FCHPT STU. Spoločne sa venujú aj vývoju prototypu inteligentného ekologického skleníka s názvom VESNA.
V rámci tohto projektu sa využíva moderný spôsob výučby tímovej práce, takzvaný vertikálny projekt, ktorý efektívne integruje študentov z viacerých ročníkov. Spomenutý prístup sa bežne používa na prestížnych zahraničných univerzitách a jeho cieľom je prehĺbiť vedomosti a zručnosti študentov pri riešení komplexného problému tímovou prácou.
Prototyp skleníka VESNA
Študenti sa v rámci práce na projekte venujú vývoju prototypu inteligentného ekologického skleníka s názvom VESNA. VESNA predstavuje akronym pre anglický názov Versatile Simulator for Near-zero Emissions Agriculture. Nápad vznikol za účelom riešenia aktuálnej témy environmentálne udržateľného a spoločensky zodpovedného prístupu k organickej produkcii kvalitných potravín.
Súčasný prototyp inteligentného skleníka sa skladá z konštrukcie v tvare kvádra, pričom niektoré špecifické časti boli vytvorené na 3D tlačiarni. Konštrukcia skleníka je vybavená pokročilou elektronikou. Prostredie v skleníku je možné monitorovať pomocou mnohých senzorov, ktoré merajú teplotu, vlhkosť, osvetlenie, kvalitu ovzdušia a ďalšie. Mikroklímu v skleníku je možné riadiť ohrievaním alebo zvlhčovaním vzduchu, osvetlením pomocou Grow LED pásov, automatizovaným vetraním a podobne. Skleník komunikuje prostredníctvom bezdrôtového internetového pripojenia s počítačom, ktorý sa snaží zabezpečiť autonómne riadenia bez potreby ľudských zásahov. V prípade neštandardných situácií je administrátorovi automaticky odoslaná notifikačná správa.
Skleník VESNA na podujatí Európska noc výskumníkov 2022. Zdroj: FCHPT STU
Kto na projekte pracuje
Na riešení čiastkových úloh projektu VESNA pracujú tri tímy študentov. CoreTeam vdychuje život chladnej konštrukcii inteligentného skleníka prostredníctvom mikroovládačov, snímačov, komunikačných a riadiacich prvkov, medzi ktoré patria ventily, čerpadlá, ohrievače, ventilátory alebo Grow LED pásy pre optimálne osvetlenie rastlín.
SmartTeam prináša inteligenciu do riadenia skleníka pomocou analýzy nameraných dát a návrhu pokročilého autonómneho riadenia. Vďaka efektívnemu autonómnemu riadeniu je možné významne zredukovať spotrebu elektrickej energie na osvetlenie, ohrev alebo spotrebu vody na zavlažovanie. Minimalizuje sa tak záťaž na životné prostredie, ako i ekonomické náklady na pestovanie.
AppTeam zabezpečuje vzdialený dohľad nad inteligentným ekologickým skleníkom prostredníctvom webového rozhrania ako základu pre vývoj mobilnej aplikácie. Komunikácia s inteligentným skleníkom a výmena nameraných údajov prebieha pomocou moderných cloudových služieb. Sieťová komunikácia dovoľuje automatizované využitie strojového učenia a zdieľanie expertných znalostí pre nastavenie optimálnych podmienok pre organický spôsob produkcie potravín.
Študenti sa učia spolupracovať a manažovať vlastný projekt
Na základe spätnej väzby od absolventov je projekt VESNA navrhnutý tak, aby simuloval pracovné prostredie z praxe. Študenti sú motivovaní k zodpovednému prístupu, pretože čiastkové úlohy medzi jednotlivými tímami sú vzájomne previazané. Volia si lídrov svojich tímov, stanovujú si čiastkové ciele, navrhujú si vlastný harmonogram práce a na pravidelných mítingoch spoločne analyzujú stav plnenia jednotlivých úloh. Okrem prehlbovania teoretických vedomostí si tak študenti osvojujú aj „mäkké“ zručnosti, ktoré sú nevyhnutné pre ich úspešné uplatnenie v praxi.
Čiastkové ciele tohto projektu sa realizujú aj vďaka podpore od Nadácie Tatra banky, ktorá v rámci výzvy „Kvalita vzdelávania“ podporila náš projekt „Konštrukcia Smart Eco Greenhouse VESNA“.
Zdroj: Juraj Oravec, FCHPT STU
