I Danmark udgør landbruget næsten 2/3 af vores areal og oftest dyrkes den samme afgrøde på enorme områder. Det er skidt for biodiversiteten, men landbrugsrobotter kan være med til at gøre op med monokulturen og det skal DTU-projekt gøre muligt.
Små, selvkørende robotter vil gøre det muligt at dyrke flere forskellige afgrøder på samme mark og det kan være med til at forbedre biodiversiteten. Illustration: Mark Airs.
tirsdag 28 november 2023
Sole Bugge Møller
Når Lazaros Nalpantidis ser en mark, så forestiller han sig en fremtid, hvor en flåde af små robotter tøffer rundt og passer og plejer afgrøderne på egen hånd. Hver maskine har sin opgave – de sår, fjerner ukrudt, tjekker for skadedyr, vander, sprøjter med sprøjtemiddel og høster. Og markerne ser anderledes ud. Der er ikke endeløse række af hvede, byg og majs, men derimod mange forskellige afgrøder – og det summer af liv omkring dem.
Formet efter maskinerne
Hvis vi vil forbedre biodiversiteten, så er vi nødt til at ændre vores landbrug. I Danmark lægger landbruget beslag på over 60% af vores areal og langt størstedelen af markerne er monokultur, hvor en enkelt afgrøde dominerer store områder. Det skaber dårlige forhold for biodiversiteten. Men hvad hvis robotter kunne ændre på det?
”Vi har formet omgivelserne efter vores landbrugsmaskiner. Men med robotteknologi kan vi forme maskinerne efter omgivelserne,” siger Lazaros Nalpantidis.
Han er professor på DTU Electro og står i spidsen for projektet SAVA (Safe Autonomous Vehicles for Agriculture), der skal udvikle sikre landbrugsrobotter, der autonomt kan arbejde på langt mindre områder end store landbrugsmaskiner. Det kan skabe grobund for et paradigmeskifte i landbruget og et opgør med monokulturen samtidig med at man fastholder effektiviteten og udbyttet.
Monokultur er skidt for biodiversiteten
Før industrialiseringen var det almindeligt for landmænd at dyrke flere forskellige afgrøder på samme mark. Men i takt med at maskinerne overtog det manuelle arbejde, blev det mere udbredt at dyrke samme afgrøde på store arealer, fordi det gjorde det nemmere at pløje, sprøjte og høste med store maskiner.
”I gamle dage var det nødvendigt med en alsidig bedrift med afgrødediversitet for at kunne opfylde de lokale behov, men efter 2. verdenskrig begyndte specialiseringen af landbruget at tage fat. Det muliggjorde bl.a. stordrift og monokultur,” siger Ane Kirstine Aare, der er adjunkt ved Institut for Mennesker og Teknologi på RUC og bl.a. forsker i omstilling til mere bæredygtige landbrugspraksisser, herunder samdyrkning, hvor man dyrker flere afgrøder på samme mark.
Det var med til at effektivisere landbruget, men monokulturen er dårligt nyt for biodiversiteten. I den vilde natur er der mange forskellige planter, der blomstrer på forskellige tidspunkter af året og et mangfoldigt dække af træer, buske, græs og urter som skaber levesteder for en række dyrearter og det forsvinder, når markerne ensformes.
Samtidig øger det også risikoen for at hele marken bliver ramt af skadedyr og sygdomme og derfor stiger forbruget af pesticider også, hvilket går ud over biodiversiteten.
”Problemet er, at vi har udviklet et fødevaresystem, der er tilegnet den monokulturelle praksis. De fleste aktører i fødesvaresystemet har indrettet sig i forhold til denne praksis, så det er svært at skifte spor,” siger Ane Kirstine Aare.
FN’s landbrugs- og fødevareorganisation FAO har i en rapport konkluderet, at monokulturen i landbruget fører til mindre plantediversitet og dermed færre økosystemtjenester. Der er færre bestøvere som bier, skadedyr har færre naturlige fjender, der er færre mikroorganismer i jordbunden og færre vilde arter af afgrøder. FAO peger på, at en af løsningerne er teknologi, der kan have en positiv effekt på biodiversiteten – og det er her robotterne kommer på banen.
Alle sensorerne i spil
Robotteknologi er så småt på vej frem i landbruget – der findes allerede robotter, der kan fjerne ukrudt (bl.a. Galirumi-robotten, som DTU har været involveret i), sprøjte med sprøjtemiddel og høste visse afgrøder. Der er fuld fart under udviklingen, men der er stadig ganske få landbrugsrobotter på markedet. Ifølge Danmarks Statistik er det kun 1% af danske landbrug, der bruger selvkørende maskiner eller robotteknologi og teknologien er endnu ikke moden til, at robotterne kan køre helt selvstændigt og derfor skal der altid være en person, der overvåger dem.
”Hvis landmanden skal være ved robotten, så vinder man ikke noget ved det,” siger Lazaros Nalpantidis.
Problemet er, at robotterne stadig ikke er dygtige nok til at håndtere uforudsete forhindringer som mennesker, dyr og sten og det skal SAVA-projektet forsøge at løse. Lazaros Nalpantidis og hans kolleger vil teste en række nye sensorteknologier, der skal øge sikkerheden, så man for alvor kan slippe robotterne løs i markerne.
”Vi skal have alt legetøjet på bordet og se om det åbner op for nogle nye muligheder,” siger Lazaros Nalpantidis.
I SAVA-projektet skal sikkerhedssystemerne testes på forskellige områder, herunder græsmarker, parker samt frugtplantager og vinmarker. Det sker i samarbejde med forskellige virksomheder, der fremstiller landbrugsmaskiner. Foto: AGCO
Mere biologiske kameraer
I dag benytter robotter og selvkørende maskiner sig hovedsageligt af kameraer og Lidar, som er en laserteknologi, der kan måle afstande, men SAVA-projektet skal teste infrarøde kameraer og termiske kameraer, der bedre kan registrere dyr og mennesker i omgivelserne.
Derudover skal projektet teste såkaldte neuromorfiske kameraer (også kaldet eventbaserede kameraer), der fungerer mere som vores øjne og kun registrerer, når der er noget, der ændrer sig i billedet, frem for konstant at registrere alt i billedet. Hvor de bedste digitale spejlreflekskameraer kan tage omkring 120 billeder i sekundet kan et neuromorfisk kamera tage op til 1.000.000 billeder i sekundet. Lazaros Nalpantidis håber, at den slags teknologi kan hjælpe robotterne til at reagere markant hurtigere mod uforudsete forhindringer og nå at stoppe, hvis f.eks. et dyr eller et menneske pludselig løber ind foran dem (i Danmark er der ca. 20.000 rådyrlam, der bliver dræbt om året af landbrugsmaskiner ifølge Danmarks Jægerforbund).
Paradigmeskift for landbruget
Robotter kan grundlæggende ændre på, hvordan markerne ser ud. For landbrugsrobotterne er generelt markant mindre end de nuværende landbrugsmaskiner og kan derfor tilpasses et mindre areal uden at give køb på effektiviteten.
Det betyder, at man kan have smalle striber af flere forskellige afgrøder ved siden af hinanden, fordi robotterne kan så, vande, sprøjte og høste på et smalt område.
Undersøgelser viser, at hvis man dyrker flere forskellige afgrøder på et område, så er det mere skånsomt for biodiversiteten, fordi det giver levesteder til flere arter samtidig med, at der er mindre behov for at gøde og sprøjte med pesticider.
For hvis en afgrøde rammes af skadedyr eller sygdom, så er det begrænset til en enkelt stribe frem for en hel mark og det giver en robusthed for landmanden.
På længere sigt kan robotterne føre til ændringer i hele landskabet. Mange steder er markerne indrettet for at tage hensyn til store landbrugsmaskiner – åer er rettet ud, lavtliggende områder tørlagt og bakker jævnet – men små robotter vil i højere grad kunne følge naturens former. På den måde kan man bevare flere levesteder for dyr og planter.
Robotter inden for ti år
Inden vi når så langt, skal robotterne dog bevise, at de er sikre i drift og ikke til fare for omgivelserne.
”Og der er robotteknologien desværre ikke moden nok endnu,” siger Lazaros Nalpantidis.
Han erkender, at robotterne kun er en lille del af løsningen til biodiversitetskrisen – og der vil stadig være brug for store landbrugsmaskiner – men han håber, at robotterne kan være med til at skabe ændringer i dele af verden, hvor industrielt landbrug endnu ikke har vundet indpas.
Ane Kirstine Aare ser også et potentiale i robotterne.
”Nogle oplever begrænsninger med de nuværende landbrugsmaskiner, når de ønsker at praktisere samdyrkning, så det er virkelig spændende, hvad robotterne kan bidrage med. Hvis robotterne udvikles med omtanke, kan de måske bane vejen for et anderledes landbrug med flere muligheder for fleksibilitet og lokal tilpasning,” siger hun.
Lazaros Nalpantidis tror, at hans drøm om robotter, der tøffer rundt i markerne, for alvor begynder at blive til virkelighed inden for ti år.
”Jeg er ret optimistisk, fordi der er momentum indenfor det her område og det står klart, at vi ikke kan fortsætte med den nuværende landbrugsproduktion. Det er ikke bæredygtigt,” siger Lazaros Nalpantidis.
”Men om ti år har vi langt mere futuristiske maskiner i vores landbrug.”
Fakta
SAVA - Safety in Autonomous Vehicles in Agriculture
Skal udvikle sikkerhedssystemer til landbrugsrobotter ved brug af sensorer og kunstig intelligens
Samlet budget på 23,8 mio kr. Heraf har Innovationsfonden støttet med 15,9 mio. kr.
Projektet løber over 3,5 år
Projektet er et samarbejde mellem DTU, Teknologisk Institut og virksomhederne AGCO, Conpleks Innovation, Agrirobot og Maybe Robotics, som sammen skal teste og kommercialisere produktet.
Tema
Biodiversitet
Fokus på biodiversitet er øget kraftigt. Plante- og dyrearter er truet af udryddelse og mange forskere betegner den globale biodiversitetskrise som den værste krise, menneskeheden står overfor.
Biodiversitet omfatter alt liv på jordkloden – i vand og på land. Det vil sige dyr, planter, svampe, bakterier samt de økosystemer, hvor planter og dyr lever, fx en skov eller en sø.
På DTU arbejder vi særligt med biodiversitet i vand.