Róbótar í gróðurhúsum
– Sjálfvirk tækni í sókn
Nútíma landbúnaður tekur stöðugum framförum með tilkomu gervigreindar og róbóta.
Á síðustu árum hefur notkun róbóta í landbúnaði aukist hratt, sérstaklega í ræktun í gróðurhúsum þar sem nákvæmni og stöðug framleiðsla skiptir miklu máli.
Sjálfvirknivæðing í gróðurhúsum
Notkun róbóta í gróðurhúsum hefur það meginmarkmið að auka skilvirkni, nákvæmni og sjálfbærni í framleiðslu. Með sjálfvirknivæðingu verkefna eins og uppskeru, eftirlits og plöntumeðhöndlunar er hægt að draga úr þörf fyrir handunna vinnu og bregðast við skorti á vinnuafli og háum launakostnaði.
Róbótatækni gerir kleift að safna stöðugt gögnum um ástand plantna og styður þannig betri ákvarðanatöku, til dæmis varðandi vökvun, áburðargjöf og sjúkdómavarnir.
Helstu ávinningar eru:
- aukin framleiðni og stöðugri uppskera
- betri nýting auðlinda (vatns, næringarefna, orku)
- minni notkun varnarefna
- meiri gæði og sjálfbærni
Kjarnatækni: Gervigreind og skynjarakerfi
Grunnurinn að nútíma gróðurhúsaróbótum er samspil gervigreindar, tölvusjónar og skynjaratækni.
Tölvusjón gerir kleift að greina plöntur, meta þroskastig og bera kennsl á sjúkdóma eða skaðvalda á snemmstigi. Skynjarar mæla umhverfisþætti í rauntíma, svo sem hita, raka, CO₂, PAR-gildi, sýrustig og næringarefni. Með þessari gagnavinnslu er hægt að stýra gróðurhúsum nákvæmlega og sjálfvirkt, til dæmis með tilliti til lýsingar, vökvunar og hitastýringar.
Róbótar nota einnig staðsetningartækni eins og LiDAR og GPS til að ferðast sjálfstætt um ræktunarsvæði. Öll þessi kerfi eru oft tengd í IoT-neti þar sem gögn eru unnin og deilt a milli kerfa í rauntíma.
Sjálfvirk uppskeru- og flutningskerfi
Ein mikilvægasta notkun róbóta í gróðurhúsum er sjálfvirk uppskera. Þar eru notuð kerfi sem sameina myndgreiningu og vélræna arma til að greina, velja og safna ávöxtum.
Jarðarber – „Berry“
Uppskeruróbótinn „Berry“ frá Organifarms í Þýskalandi vinnur sjálfstætt í gróðurhúsum. Með hjálp myndgreiningar er þroski jarðarberja metinn, berin gripin og stilkar klipptir. Berin eru síðan sett varlega í bakka og viktuð.
Kerfið vinnur stöðugt og dregur þannig úr þörf fyrir handafli.
Tómatar – „Grow“
Róbótinn „Grow“ frá MetoMotion í Ísrael er hannaður fyrir tómatarækt og notar nætursjón. Hann notar 3D-sjón til að meta þroska út frá stærð og lit og staðsetningu ávaxta. Tveir vélrænir armar klippa stilkana af tómötunum. Kerfið er hannað þannig að það getur tínt ávexti beggja vegna ræktunarraðar samtímis og lagt ávextina á færiband sem flytur tómatana varlega í flutningskassa.
Þegar kassarnir fyllast sér róbótinn sjálfur um að skipta um þá. Kerfið safnar jafnframt gögnum sem nýtast til uppskeruspáa og betri framleiðsluáætlunar.
Eftirlit, spá og gagnadrifin ræktun
Auk beinnar uppskeru gegna róbótar mikilvægu hlutverki í eftirliti og framleiðsluspám.
Róbótinn „Fravebot Scout“ frá tékkneska fyrirtækinu Fravebot safnar gögnum um blómgun, þroska, sjúkdóma og skaðvalda og getur unnið 24/7. Fravebot Scout skannar plönturnar með myndgreiningu og telur nákvæmlega fjölda ávaxta og fylgist með þroska, stærð, lögun og gæðaflokkum þeirra. Með 5G-tengingu eru gögn unnin í rauntíma og notuð til að búa til nákvæmar uppskeruspár allt að tveim vikum fram í tímann og úðaplön sem miða að staðbundinni meðhöndlun plantna.
Svipuð hugmynd er í hugbúnaðarkerfum eins og HarvestAI frá Þýskalandi, þar sem gervigreindarlíkön greina umhverfis- og vaxtargögn. Slík kerfi geta hermt mismunandi ræktunarskilyrði og spáð fyrir um uppskeru frá einni upp í átta vikur fyrir uppskerudag tómata, papriku og jarðarbera, sem bætir skipulag og auðlindanýtingu. Ræktendur geta stillt loftslagsaðstæður í gróðurhúsum í HarvestAI-viðmótinu og strax séð hvaða áhrif þær hafa á vöxt plantna og uppskeruferla. Það er hægt að prófa mismunandi vaxtarsviðsmyndir til að hámarka hagkvæmni í framleiðslu.
Í gróðurhúsum eru einnig fjölmörg verk sem tengjast umhirðu plantna, til dæmis laufhreinsun.
Gúrkulauf – vélræn og snertilaus lausn
Fyrirtækið VDL í Hollandi hefur þróað róbót sem greinir gúrkulauf með myndgreiningu og skynjurum og klippir það með skærum við stilkinn. Kerfið velur lauf sem þarf að fjarlægja og framkvæmir nákvæma klippingu með vélrænum armi.
Önnur lausn, „DIPLO C 100“ frá Lenzeel í Hollandi, fjarlægir lauf með því að sjúga þau inn með loftblæstri, klemma þau á milli tveggja lóðréttra kefla og rífa þau af stilknum, alveg án skurðarverkfæra. Þetta minnkar snertingu við plöntur og dregur úr hættu á skemmdum. Þegar vélin kemur að enda raðarinnar er verkfærið og yfirborðin sótthreinsuð á stuttum tíma með sterkri UV-C geislun. Fjarlægðu gúrkulaufin eru mulin vélrænt og falla á gólfið.
Róbótinn „Kompano“ frá Priva í Hollandi fjarlægir gömul lauf sjálfvirkt. Hann notar myndavélar, skynjara og gervigreind til að greina hvaða lauf þarf að fjarlægja og vinnur samhliða starfsfólki í gróðurhúsum.
Önnur sjálfvirk verkfæri
Auk uppskeru og laufhreinsunar eru önnur sérhæfð verkefni í þróun.
Róbótinn „Louie“ frá Arugga AI Farming í Ísrael leggur niður tómata- og gúrkuplöntur. Louie getur einnig talið plöntur og mælt þyngd þeirra til að bæta uppskeruspá og greiningu á frávikum í plöntum. Róbót safnar gögnum um blómgun, snemmtæk uppgötvun meindýra og rauntímagreining á heilsu plantna.
Róbótinn „Polly“, sem er einnig frá Arugga Al Farming, sér um frjóvgun með loftblæstri og notar gervigreind og myndgreiningu til að greina blóm sem eru tilbúin til frjóvgunar.
Framtíð gróðurhúsaræktunar
Þróun róbóta sýnir hvernig landbúnaður er að færast í átt að meiri sjálfvirkni, nákvæmni og sjálfbærni. Með samþættingu gervigreindar, skynjaratækni og vélmenna má auka framleiðni, draga úr sóun og bæta gæði uppskeru.
Slík tækni getur jafnframt hjálpað ræktendum að takast á við skort á vinnuafli og auknar kröfur um skilvirka og umhverfisvæna matvælaframleiðslu. Líklegt er að róbótar verði í framtíðinni óaðskiljanlegur hluti nútíma gróðurhúsareksturs.
Einnig væri mikilvægt að stjórnvöld skoði möguleika á styrkjum eða niðurgreiðslum, þar sem innleiðing slíkrar tækni felur í sér mikinn stofnkostnað, sérstaklega fyrir smærri fyrirtæki á Íslandi.
Höfundur er lektor hjá Landbúnaðarháskóla Íslands.
