Selv om automatisert jordbruksutstyr teknisk sett har eksistert i hundre år har jordbruksroboter først gjort sitt inntog mot slutten av 1900-tallet. Betydelige utviklinger i databehandling og maskinsyn er årsaken til dette inntoget.
Som navnet sier, kan disse robotene brukes for ulike jordbruksrelaterte oppgaver. De kan ta seg av de repetitive og fysiske oppgavene som kan være krevende for mennesker, og de kan også utføre mer spesialiserte oppgaver. Ifølge BlueWeave Consulting, er det globale, robotiske jordbruksmarkedet forventet å vokse betraktelig i de kommende årene. Markedet er spådd å ha en årlig inntekt på 81 milliarder dollar ved slutten av tiåret.
Denne delen av vår robotikkguide fokuserer på jordbruksroboter og deres økende popularitet. Vi ser nærmere på hvilke bruksområder som vil være aktuelle, samt utfordringer knyttet til implementasjonen av disse.
Hvorfor bruke jordbruksroboter?
Robotene som brukes i jordbruk gjør, som i produksjonssektoren, at man forbedrer den operasjonelle driften betydelig. Dette betyr at bønder vil kunne forbedre den generelle effektiviteten og øke produksjonsutbyttet. Andre fordeler inkluderer:
- Roboter begår færre feil og er mye raskere enn mennesker.
- Roboter utrustet med sensorer for deteksjon av ugress og skadedyr vil føre til en reduksjon av sprøytemidler, og dette er en positiv nyhet for miljøet. På denne måten trenger man kun å sprøyte i de påvirkede områdene og redusere bruken av kjemikalier.
- Som industrielle roboter, kan jordbruksroboter arbeide hele dagen og disse trenger kun minimalt vedlikehold. Dette reduserer behovet for menneskelige arbeidere og vil redusere kostnader knyttet til matproduksjon.
- Noen roboter kan utrustes med ulike typer endeeffektorer (utstyret på enden av en robotarm) og dette gjør at de er allsidige og kan utføre flere oppgaver. På denne måten kan man spre investeringer over flere områder.
- Forsyningskjeden blir mer effektiv, matavfall reduseres og produksjonen blir mer lønnsom. Dette har også mulighet til å redusere prisene for forbrukeren.
På tross av fordelene er det fortsatt utfordringer man må ta hensyn til. Vi kommer til å se nærmere på disse senere i artikkelen.
Jordbruksrobotenes bruksområder og komponenter
Hvilke oppgaver vil disse robotene kunne ta seg av? Her er noen eksempler:
- Såing – Den tradisjonelle såingsmetoden er ikke alltid optimal, og kan påvirke avlingene negativt. Automatisert såing (ved hjelp av geografisk kartlegging) sørger for at frøene spres over de rette områdene og dybdene.
Kapasitive avstandssensorer er nyttig for å måle væsker og fastvarer i store siloer og små oppbevaringsbeholdere. CA30-sensorer fra Carlo Gaxazzi oppdager nøyaktig tørt korn, noe som gir en stabil og nøyaktig indikasjon av avkastningen per arealenhet. Med denne type kunnskap om avlingene er det enkelt å bruke gjødsel og ugressmidler.
- Hagebruk – Jordbruksroboter er viktig i hagebruk, og brukes i kultiveringen og leveransen av potteplanter. Det nederlandske firmaet WPS har utviklet en løsning innen dette feltet. De har utviklet en intelligent robotarm, utstyrt med flere sensorer, med smarte plukk- og plasseringsegenskaper.
- Vanning og gjødsling – Presise vanningssystemer som bistås av automasjonssystemer kan redusere vannsvinnet betydelig. Selv om disse systemene fortstatt er i forskningsfasen kan jordbruksroboter være nyttige i å krysse rader med avlinger og nøyaktig strø gjødsel eller vann på disse.
- Innhøsting – Avlingsplukking er en repetitiv prosess som roboter er godt egnet for. På denne måten slipper man å forholde seg til utfordringene knyttet til rekruttering av sesongarbeidere (arbeidere som er vanskelig å finne i flere land). For å unngå økt avfall er det viktig at frukt og grønt håndteres forsiktig slik at de ikke skades. Harvest CROO er et selskap som er spesialister på innhøsting av jordbær. Robotene skanner og bestemmer hvor modne bærene er og plukker disse uten å skade dem. For å gjøre innhøstingen enda enklere tilbyr Carlo Gavazzi flere ulike komponenter, som induktive nærhetssensorer til passive, magnetiske sensorer (PA2PK).
- Luking – Ugresshåndtering er alltid en utfordring – planter blir motstandsdyktige mot plantevernmiddel og forbrukere ønsker kjemikalfrie økologiske produkter. Jordbruksroboter er en viktig løsning her. Ted er en robotisk plattform utviklet for bruk på vingårder. Disse separerer avlinger og ugress, og fjerner så mekanisk sistnevnte. De er enkle å bruke og svært nøyaktige, og på denne måten slipper man å bruke ugressmidler.
- Overvåking av avlinger – Sofistikerte droner med kamerasensorer og AI kan identifisere plantesykdommer, og problemet kan raskt ordnes opp i. Equinox Drones utvikler slike droner. Dronene har tilgang til bilder i sanntid og kan raskt vurdere avlingene. Skulle plantesykdommer oppstå kan dronene gi verdifull informasjon slik at bønder kan forberede utbedringstiltak for fremtiden.
- Fenotyping – I jordbruk er fenotyping en prosess hvor man måler og forstår karakteristikken av en avling, som resistens, vekst, avling og tilpasning. Formålet er å forbedre disse karakteristikkene med tanke på fremtidig planteforedling. Robotikk i dette feltet er nytt, men det er flere systemer som er svært effektive i måling av kjemiske og fysiologiske karakteristikker av ulike planter over tid. Det belgiske selskapet WIWAM har flere fenotyping-roboter for ikke-invasiv avbildning av planter.
Utfordringer for jordbruksroboter
Selv om alt dette ser lovende ut er det fortsatt ufordringer man må ta hensyn til. Forskere ved Monash University i Australia er blant de som har satt spørsmål ved bruk av ‘smarte jordbruksmetoder’ og bruken av robotikk i denne sektoren. De er bekymret over hvilke skader tunge roboter kan påføre jordsmonnet, da dette kan føre til jordpakking. De frykter også at standardiseringen av frukt og grønt kan føre til en økt avhengighet av genetisk modifiserte avlinger som egner seg bedre for automatisert jordbruk.
Flere elektroniske komponenter i robotisk automasjon må også bli mer robust for å tåle ulike forhold, som ekstreme temperaturer og fuktighet. Dette vil føre til økte kostnader. Et annet problem er knyttet til infrastrukturen som trengs for å operere disse robotene (som trådløs tilkobling) og at dette kan potensielt bli dyrt for mindre gårder. Med tid kan kostnadsaspektet bli mindre problematisk – ettersom enhetsvolumene øker vil prisene også falle.
Bruk av jordbruksroboter øker i takt med teknologiske utviklinger og på denne måten ser man også en positiv utvikling – ikke bare for bønder og forbrukerne, men også fordeler knyttet til miljø, helse og samfunnet i sin helhet.
