Przenośne laboratorium do badania gleby, inteligentny system monitorowania uli i teleskopowy chodzik, który ma ułatwiać pokonywanie schodów. Trzy polskie wynalazki zakwalifikowały się do międzynarodowego etapu Konkursu Nagroda Jamesa Dysona. Krajową edycję wygrał zespół z Politechniki Krakowskiej.
Nie trzeba budować wielkiego laboratorium, żeby zbadać, czego potrzebuje gleba. Nie trzeba też zaglądać do ula każdego dnia, żeby wiedzieć, że z pszczołami może dziać się coś niepokojącego. A dla osoby z ograniczoną mobilnością zwykły chodzik nie zawsze wystarcza, szczególnie gdy na drodze pojawiają się schody.
Na te trzy konkretne problemy odpowiadają projekty, które znalazły się w gronie tegorocznych polskich finalistów Konkursu Nagroda Jamesa Dysona.
Zwycięzcami krajowego etapu w Polsce zostali Aleksandra Sierakowska-Byczek, Klaudia Kuźmiak, Julia Radwan-Pragłowska i Łukasz Janus z Politechniki Krakowskiej. Ich AgroSysIT to przenośne urządzenie do analizy gleby, które ma pozwolić na szybkie uzyskanie informacji potrzebnych do bardziej precyzyjnego nawożenia.
Badanie gleby bez czekania na laboratorium
Dla rolnika wiedza o tym, co znajduje się w glebie, ma bardzo praktyczne znaczenie. Od jej parametrów zależy m.in. dobór nawożenia. Problem polega na tym, że dokładna analiza laboratoryjna wymaga pobrania próbki, dostarczenia jej do laboratorium i oczekiwania na wynik. Proste testy wykonywane bezpośrednio w terenie są z kolei szybsze, ale zazwyczaj dają mniej dokładne informacje.
AgroSysIT ma być rozwiązaniem pomiędzy tymi dwoma światami.
To przenośne laboratorium optyczne połączone z aplikacją. Użytkownik przygotowuje próbkę gleby z odpowiednim odczynnikiem, a następnie umieszcza ją w specjalnej kuwecie. System diod LED i detektorów analizuje właściwości przygotowanego roztworu.
Urządzenie wykorzystuje dwie metody pomiaru optycznego: absorbancję i fluorescencję. Na podstawie uzyskanych wyników oraz krzywych kalibracyjnych system może określać m.in. pH gleby, zawartość składników odżywczych oraz wybranych zanieczyszczeń.
Pomysł powstał w odpowiedzi na dwa powiązane problemy: degradację gleby spowodowaną nadmiernym lub niewłaściwym nawożeniem oraz rosnące zagrożenie bezpieczeństwa żywnościowego związane ze zmianami klimatu.
Według danych FAO w 2023 r. globalna nadwyżka składników na gruntach uprawnych wynosiła 85 mln ton azotu, 7 mln ton fosforu i 11 mln ton potasu. Organizacja wskazuje, że nadmiar nawożenia może prowadzić m.in. do zanieczyszczenia gleby i wód oraz emisji gazów cieplarnianych.
Twórcy AgroSysIT wyszli z założenia, że rolnicy potrzebują szybkich i wiarygodnych danych, które pozwolą ograniczyć ilość nawozów bez zmniejszania plonów. Ich rozwiązanie ma więc wypełnić lukę między prostymi testami terenowymi a kosztownymi i czasochłonnymi analizami laboratoryjnymi.
Innowacyjność rozwiązania polega więc nie tylko na samym pomiarze, ale przede wszystkim na połączeniu kilku funkcji w niewielkim, przenośnym urządzeniu.
Aleksandra Sierakowska-Byczek, współautorka wynalazku podkreśla: „Zwyciężenie krajowego etapu Konkursu Nagroda Jamesa Dysona to dla nas przede wszystkim potwierdzenie, że AgroSysIT ma realny potencjał i może odpowiadać na ważne problemy współczesnego rolnictwa. Nagroda daje nam szansę dotarcia do partnerów biznesowych i inwestorów, a tym samym może przyspieszyć komercjalizację naszego rozwiązania. Chcemy dalej rozwijać urządzenie i aplikację, rozszerzać ochronę patentową oraz prowadzić testy w warunkach rzeczywistych. Naszym celem jest utworzenie spin-offu przy Politechnice Krakowskiej i wprowadzenie AgroSysIT na rynek jako przystępnego cenowo, łatwego w użyciu narzędzia wspierającego rolnictwo precyzyjne. Wierzymy, że dzięki temu możemy pomóc rolnikom zwiększać opłacalność produkcji, a jednocześnie ograniczać negatywny wpływ nawożenia na środowisko”.
AgroSysIT otrzymuje nagrodę w wysokości 25 360 zł w ramach krajowego etapu Konkursu Nagroda Jamesa Dysona. Środki mają zostać przeznaczone na dalszy rozwój wynalazku i jego komercjalizację.
Przemysław Pająk, założyciel Grupy Spider’s Web, juror krajowego etapu Konkursu Nagroda Jamesa Dysona w Polsce – mówi: „AgroSysIT spodobał mi się dlatego, że odpowiada na bardzo konkretny problem i robi to w sposób, który może mieć realne zastosowanie poza laboratorium. Przenośne urządzenie do analizy gleby daje rolnikom dostęp do wiedzy dokładnie tam, gdzie jest ona potrzebna – na miejscu, bez skomplikowanych procedur i długiego oczekiwania na wyniki. To właśnie takie projekty pokazują, że dobra innowacja nie musi być efektownym gadżetem. Powinna przede wszystkim rozwiązywać prawdziwy problem i mieć szansę rzeczywiście zmienić sposób, w jaki coś robimy”.
„AgroSysIT to dobry przykład przemyślanego podejścia inżynierskiego do realnego problemu. W projekcie widać cały proces – od zaprojektowania urządzenia i wykonania prototypów, przez testy i porównanie wyników z aparaturą laboratoryjną, aż po kolejne poprawki konstrukcji i oprogramowania. Na uwagę zasługuje też połączenie dwóch metod optycznych w jednym, kompaktowym urządzeniu. Jeśli rozwiązanie zostanie odpowiednio rozwinięte, może mieć praktyczne znaczenie dla rolnictwa. Szybki pomiar gleby bezpośrednio w terenie może ułatwić podejmowanie decyzji dotyczących nawożenia, ograniczyć koszty i zmniejszyć ilość niepotrzebnie stosowanych nawozów. To właśnie połączenie technologii z konsekwentnym testowaniem i udoskonalaniem sprawia, że projekt ma duży potencjał” – zauważa Andrzej Pakuła, członek jury krajowego etapu Konkursu Nagroda Jamesa Dysona, inżynier marki Dyson.
Nie tylko analiza gleby
AgroSysIT nie jest jedynym polskim projektem, który przechodzi do kolejnego etapu konkursu. Wśród finalistów krajowych znalazły się również Intelligent Hives (BeeHUB) Sebastiana Góreckiego oraz TS Walker Jakuba Cichonia i Natalii Rzadek.
Pierwszy z projektów odpowiada na problem monitorowania uli.
Pszczelarz nie jest w stanie przez cały czas obserwować tego, co dzieje się w pasiece. Tymczasem pomiędzy kolejnymi kontrolami mogą pojawić się sytuacje wymagające szybkiej reakcji: stres pszczół, rójka, przegrzanie ula, choroby czy kradzież.
Intelligent Hives (BeeHUB) to zasilany energią słoneczną system wykorzystujący czujniki wagi, temperatury, wilgotności i dźwięku. Zbierane dane są analizowane z wykorzystaniem sztucznej inteligencji, a system ma wysyłać pszczelarzowi alerty o potencjalnych problemach.
Chodzi o to, żeby część informacji o kondycji ula była dostępna bez konieczności każdorazowego otwierania go i przeprowadzania pełnej kontroli.
Chodzik na schody
Trzeci z polskich finalistów, TS Walker, dotyczy zupełnie innego problemu: poruszania się osób starszych i osób z ograniczoną mobilnością.
Zwykły chodzik może zapewniać stabilne podparcie podczas poruszania się po płaskiej powierzchni, ale schody stanowią znacznie większe wyzwanie. Autorzy TS Walker zaprojektowali teleskopową konstrukcję, której tylne nogi można dostosować do wysokości stopni.
W założeniu urządzenie ma łączyć funkcje tradycyjnego chodzika z możliwością bezpieczniejszego poruszania się po schodach i innych rodzajach podłoża.
Autorami projektu są Jakub Cichoń i Natalia Rzadek z Uniwersytetu Śląskiego.
Co dalej z polskimi wynalazkami?
Wszystkie trzy projekty przechodzą do międzynarodowego etapu Konkursu Nagroda Jamesa Dysona. 14 października ma zostać ogłoszona lista 20 międzynarodowych finalistów wybranych przez zespół inżynierów firmy Dyson. 4 listopada zostaną ogłoszeni zwycięzcy konkursu.
Tegoroczna edycja jest kolejnym etapem konkursu, którego założeniem jest wspieranie młodych konstruktorów i projektantów tworzących rozwiązania odpowiadające na konkretne problemy. Konkurs jest przeznaczony dla studentów i niedawnych absolwentów kierunków inżynierskich i projektowych.
Fundacja Jamesa Dysona organizuje konkurs w 28 krajach i regionach. W ciągu 21 lat przyznano ponad 400 nagród, a łączna wartość nagród przekroczyła 1,5 mln funtów.
W tym roku polskie projekty pokazują trzy różne podejścia do projektowania: analizę danych potrzebnych w rolnictwie, automatyczne monitorowanie środowiska oraz projektowanie urządzenia wspierającego mobilność.
Wspólny jest natomiast punkt wyjścia: zamiast tworzyć technologię dla samej technologii, ich autorzy próbują odpowiedzieć na problemy, z którymi użytkownicy mierzą się już dziś.
Źródło informacji: Fundacja Jamesa Dysona
