Robotiikka ja tekoäly mullistavat tulevaisuuden viljelyn

Robotit ja tekoäly tulevat olemaan osa tulevaisuuden maatiloja. Robotiikka tehostaa nykyistä tuotantotapaa ja mahdollistaa myös täysin uudenlaisia tapoja toimia. Tekoälyä auttaa suunnittelemaan viljelyä entistä tarkemmin ja täsmällisemmin. Luonnonvarakeskus (Luke) kehittää uusia teknologioita sekä edistää niiden ottamista kaupalliseen käyttöön.

Lukessa kehitetään robotiikkaa ja tekoälymenetelmiä soveltaen niitä suomalaisiin viljelyolosuhteisiin. Tavoitteena on kehittää ratkaisuja, jotka eivät ainoastaan helpota viljelijöiden arkea, vaan myös luovat pohjan tulevaisuuden kestävälle ja kannattavalle maataloudelle. Tutkimuksissa käytetään tapaustutkimusmenetelmiä, jossa teknologiaa kehitetään ja sovelletaan ratkaisemaan jotakin todellisen maailman ongelmaa.

Useimmat kaupalliset robotit ja muut autonomiset laitteet on suunniteltu suurille tiloille, jotka voivat investoida kalliisiin koneisiin optimoidessaan tehokkuutta. Nämä laitteet soveltuvat huonosti Suomen viljelyolosuhteisiin ja tilojen rakenteeseen. Esimerkiksi mansikkatilat ovat Suomessa usein pienempiä kuin suurilla mansikantuottajamailla. 

Luke aloitti robottien kehitystyön kuusi vuotta sitten tavoitteenaan luoda Suomen olosuhteisiin optimoituja ratkaisuja. Ensimmäisessä projektissa kehitettiin mansikanpoimintarobottia avomaan mansikkatiloille ja seuraavassa mansikan tunneliviljelyyn soveltuvaa robottia härmän torjuntaan. Luken kehittämät robotit ovat täysin sähkökäyttöisiä, pieniä ja modulaarisia, mikä mahdollistaa niiden mukauttamisen eri käyttötarkoituksiin tulevaisuudessa.

Luken kehittämät robotit ovat täysin sähkökäyttöisiä, pieniä ja modulaarisia, mikä mahdollistaa niiden mukauttamisen eri käyttötarkoituksiin tulevaisuudessa.

Härmä on mansikan kasvitauti, jonka torjuminen ilman kemiallisia kasvinsuojeluaineita on ollut vaikeaa. Luken kehittämä UVC-säteilytysrobotti tarjoaa uuden, ympäristöystävällisen ratkaisun, joka hyödyntää LED-teknologiaa. 

”UVC-säteilytys on jo osoittautunut monessa sovelluksessa tehokkaaksi menetelmäksi mikrobien torjuntaan. Näissä sovelluksissa on kuitenkin käytetty loisteputkia, jotka ovat energiatehottomia ja lyhytikäisempiä kuin LED-valaisimet. LED-tekniikan ansiosta robotti kuluttaa vähemmän energiaa, kestää pidempään ja mahdollistaa säteilyn tarkan kohdentamisen kasveihin”, kertoo erikoistutkija Juha Backman Lukesta.

Robotti toimii autonomisesti mansikkatunneleissa yöaikaan kasveja säteilyttäen. Robotti osoitti toimivuutensa kaupallisella mansikkatilalla tehdyissä testeissä ja kykeni itsenäiseen toimintaan ilman jatkuvaa valvontaa. Tulevaisuudessa sen käytettävyyttä ja tehokkuutta kehitetään edelleen, jotta se voitaisiin ottaa käyttöön kaupallisilla tiloilla. Tutkimuksissa keskitytään erityisesti valaisinteknologian optimointiin ja robotin toimintakyvyn varmistamiseen eri tunneliviljelyolosuhteissa.

Työvoimapula sekä poiminnasta aiheutuvat kustannukset ovat merkittäviä ongelmia mansikanviljelyssä, sillä marjojen poiminta on pitkälti käsin tehtävää työtä. Luken kehittämä mansikanpoimintarobotti on ensimmäinen ratkaisu, joka on suunniteltu erityisesti suomalaisille avomaan mansikkatiloille. 

Robotti käyttää konenäköä marjojen tunnistamiseen ja tarttuu marjoihin niiden varresta katkaisten varren verhiön puolelta. Robottikäsi siirtää mansikat hellävaraisesti keräyslaatikkoon. Ensimmäisissä testeissä robotti löysi marjat tehokkaasti, mutta poimintanopeuden ja leikkuukohdan tunnistuksen osalta kehitystyötä tarvitaan edelleen. Poimintatehokkuutta voidaan parantaa lisäämällä robottikäsien määrää ja kehittämällä tunnistusalgoritmeja entistä tarkemmiksi.

Luken kehittämät robotit tarjoavat lupaavia ratkaisuja mansikkatilojen haasteisiin. Niiden avulla tuotantoa kehitetään ympäristöystävällisemmäksi sekä vastataan työvoimahaasteisiin. Pitkällä aikavälillä robottien jatkokehitys ja kaupallistaminen voivat mullistaa mansikanviljelyn Suomessa.

”Robotit on myös suunniteltu modulaarisiksi, joten investointien kannattavuutta voidaan parantaa kehittämällä niille uusia käyttömahdollisuuksia tulevaisuudessa. Automaatioratkaisujen kehittyessä niiden käyttökustannukset laskevat, mikä tekee niistä entistä houkuttelevampia viljelijöille”, Backman sanoo.