Media

Boerderijbot rukt op in landbouw

Enith Vlooswijk Dec 03, 2014

Wat veel stedelingen nog aan science fiction doet denken, is op het Nederlandse platteland al jaren een feit: robots nemen de mens in sneltreinvaart werk uit handen. Dat is maar goed ook, want daardoor neemt niet alleen de productie toe, maar het is ook milieuvriendelijker.

Als kleine jongen zag hij, hoe de aardappels op het land van zijn ouders met de hand werden gerooid en in zakken gedaan. “Vervolgens brachten ze die zakken naar de schuur om ze te legen en de aardappels handmatig te sorteren, waarna deze opnieuw in zakken werden gestopt”, vertelt Aad Klompe, gepensioneerd agrariër in Oud Bijrand. “Tegenwoordig is dat allemaal geautomatiseerd.” 

Op het land van Klompe hebben machines het menselijke handwerk vrijwel volledig overbodig gemaakt. Zaaien, schoffelen, wieden, bemesten, onkruid bestrijden en oogsten gebeurt door apparaten die met behulp van navigatiesystemen autonoom over de akkers rijden. Ook sorteren, stapelen en inpakken kunnen robots in sommige gevallen net zo goed als moeilijk te vinden seizoenarbeiders. Automatisering draait echter om veel meer dan het vervangen van menselijke werkkrachten, legt Klompe uit.

“Autonome machines kunnen met behulp van GPS heel nauwkeurig banen over het perceel trekken. Doordat die banen niet overlappen, bespaar je dus zaad, bestrijdingsmiddelen en brandstof. Dat soort ‘precisielandbouw’ is beter voor mijn portemonnee, maar ook voor het milieu.”

Autonoom rijdende landbouwmachines, waarop de mens alleen meerijdt ter controle, bestaan al een jaar of vijftien. Samen met de universiteit van Wageningen werkt Klompe echter aan machines met Real Time Kinematic (RTK), een navigatiesysteem dat bijna op de centimeter nauwkeurig werkt. Daarnaast is hij betrokken bij de ontwikkeling van software die allerlei eigenschappen van het perceel in kaart moet brengen.
“Op sommige plaatsen groeit het gewas beter dan op andere. Vanuit de lucht kun je dat zien aan kleurverschillen. Met behulp van satellietbeelden, of drones met camera’s willen we zulke verschillen in kaart brengen. Vervolgens moeten bodemmonsters aantonen, waardoor de verschillen worden veroorzaakt: dat kan variatie zijn in bemesting, maar ook in de aanwezigheid van aaltjes of vocht.”

Ziekten herkennen
Zaaien en bemesten op basis van variaties in het perceel zorgt voor een grotere opbrengst en minder verspilling. Maar het kan nog nauwkeuriger: er zijn systemen in ontwikkeling die per plant bekijken, welke behandeling nodig is. Dat kan bijvoorbeeld met behulp van spectrale analyse, een techniek om stoffen in planten, fruit of groente te detecteren door er licht van een bepaalde golflengte op te richten. De kleur van het licht dat wordt teruggekaatst, kan iets zeggen over de aanwezigheid van stoffen als suiker, vetten, eiwitten, antioxidanten, enzovoorts. Zo zouden bijvoorbeeld appelsorteermachines de zoete, zure en overrijpe exemplaren kunnen herkennen op grond van hun suikergehalte.

Ook ziekten zijn aan de kleur soms goed te herkennen. “In onderzoek zijn al goede successen geboekt bij de opsporing van ziekten en plagen, of gebrek aan voedingsstoffen”, vertelt Erik Pekkeriet, projectmanager bij Plant Research International in Wageningen. “Die techniek kan binnen twee jaar breed worden toegepast.”

Aardappels of bieten uit de grond trekken komt stukken minder nauw dan het plukken van tomaten, aardbeien of paprika’s. Vandaar dat de Nederlandse kasplukker nog altijd van vlees en bloed is. Toch werken onderzoekers in het laboratorium van Wageningen UR Glastuinbouw hard aan een robotische paprikaplukker. Ze doen dat in het kader van een Europees project, Clever Robots for Crops (CROPS), waarbinnen ook een autonome appeloogster, een druivenoogster en twee precisie-spuitrobots worden ontwikkeld. Een pilotversie van de paprikaplukker is al succesvol getest in een kas.

Reuze handig, zo’n paprikaplukker die nooit moe wordt of naar het toilet moet, zeker in een sector waar arbeidskrachten vaak lastig te vinden zijn. Er zijn echter nog andere voordelen, vertelt Jan Bontsema, coördinator van het project. “Denk aan besmettingsgevallen door de EHEC-bacterie in 2011. Toen die bacterie toesloeg, stortte meteen de verkoop van komkommers in. Plukkers dragen daarom vaak handschoentjes, maar de robot draagt geen ziekten met zich mee. Ook kan het eenvoudiger worden om te registreren op welke plaatsen al is geplukt.”

Robots kunnen verder de productie in de glastuinbouw omhoog schroeven. Planten presteren immers het best in een nogal mensonvriendelijk klimaat: met een hoge concentratie koolstofdioxide en (vaak) een hoge temperatuur. Een oogstrobot zal het worst wezen hoeveel koolstofdioxide er in de lucht hangt, voor een mens ligt dat anders.
Toch zal het nog even duren, voordat robots al het plukwerk in onze kassen overnemen. Dat komt vooral doordat de tuinsector in Europa vrij behoudend is: pas als de robot bijna geen fouten meer maakt, zijn fabrikanten en tuinders bereid erin te investeren. Volgens Eldert van Henten, hoogleraar Biosystems Engineering van de Wageningen Universiteit, ligt dat in Japan heel anders.
“Daar heb ben ze bijvoorbeeld een aardbeienplukbot die ongeveer zestig procent van het fruit plukt. De rest van het fruit plukken de tuinders zelf. Als de technologie zich daarna verder ontwikkelt, wordt het succespercentage en de snelheid vanzelf hoger.”

Boeren als kantoorbaan
Stevenen we zo af op boerderijen waar de mens vrijwel overbodig wordt? De boer speelt in elk geval steeds meer een controlerende rol. Bij veel Nederlandse veehouderijen houden schoonmaakrobots de stal schoon en voederrobots geven voedsel op maat. Gaat er iets mis met de voedermachine, dan kan de boer het systeem op afstand met een mobiele app resetten. Melkrobots nemen niet alleen het melken over, maar houden ook automatisch bij hoeveel melk een koe geeft, wat de samenstelling van de melk is en of de koe wellicht tochtig is. Stappentellers meten de activiteit van de koe, hetgeen iets zegt over haar welzijn. Kortom, sensoren en computers nemen meer en meer de plaats in van menselijke zintuigen.

Het boeren wordt daardoor langzaamaan een kantoorbaan voor mensen met een ict-knobbel. Niet elke boer is daar altijd even blij mee. Dat merkte interactionontwerper Klasien van de Zandschulp van het LavaLab ook. Haar broer Teunis, melkveehouder, werkt liever bij zijn koeien, dan achter zijn computer. Voortdurend moet hij echter gegevens bijhouden en invoeren in zijn administratiesysteem. “Die moet hij dan even opschrijven of sturen via zijn smartphone, wat met vieze handen soms lastig is.”

Ze bedacht daarom een systeem voor Google Glass, dat te koppelen is aan het managementsysteem van de boerderij. Met gesproken commando’s kan de boer de gegevens van elk dier op zijn brilglas doen verschijnen en aanpassen. Met de juiste software zou de bril ook elke koe kunnen herkennen aan haar vacht. Als het systeem doorgeeft dat een koe die dag weinig heeft bewogen, kan de boer direct controleren of het dier wel gezond is.
“Mensen zeggen soms dat boeren geen tijd meer hebben voor de koeien zelf, maar met dit soort technologieën kunnen ze juist meer aandacht besteden aan het welzijn van de dieren”, zegt Klasien, die nog op zoek is naar investeerders om het concept uit te voeren.



Ook op andere gebieden biedt Google Glass interessante mogelijkheden, denkt Eldert van Henten. “Augmented reality kan mensen helpen beoordelen of een tomaat rijp is, of de plant ziek. Zeker zolang de plukrobot nog niet honderd procent foutloos werkt, kan Google Glass mensen helpen hun werk sneller en beter te doen.”
Sneller, beter en meer produceren, daar draait de robotisering van de landbouw om. Dat past misschien niet bij het romantische beeld dat buitenstaanders hebben van de boerderij. Toch is intensieve landbouw de enige weg naar een toekomst waarin iedereen te eten heeft, denkt boer Klompe. “De wereldbevolking groeit snel. We moeten dus voedsel verbouwen op een zo slim mogelijke manier, met zo min mogelijk milieubelasting.”