De voordelen van autonome machines en het gebruik van digitale technieken zijn groot. „De efficiëntie gaat er enorm op vooruit: een boer kan daarmee flink besparen op het gebruik van brandstof en kunstmest; en voldoen aan de steeds strengere milieunormen is ook veel eenvoudiger”, legt Oliver Neumann van tractor- en machinefabrikant John Deere uit op website www.phys.org.

Boer Klaus Münchhoff, eigenaar van een 1000 hectare groot tarwe- en koolzaadbedrijf in het oosten van Duitsland, bespaarde de afgelopen zes jaar met zijn satellietgestuurde machines in totaal 150.000 euro op kunstmest.

Veel geïnteresseerde boeren hikken aan tegen de grote investeringen die ze moeten doen. De satellietgestuurde machines zijn niet goedkoop. Een hightechmaaidorser kost bijvoorbeeld ruim een half miljoen euro, weet Neumann. „Hoe meer er echter verkocht worden, hoe lager de prijzen. Ze komen daarmee ook binnen het bereik van kleine boeren.”

Volgens Münchhoff zijn er al coöperaties van kleine boeren die deze technologieën gezamenlijk aanschaffen. „Door samen te werken met de buren kunnen deze kleine bedrijven even winstgevend worden als de grote”, meent de boer.

Duitsland is niet het enige land dat voorzichtige stappen doet om de landbouw vergaand te automatiseren en te digitaliseren. In Australië loopt momenteel het Farm Robotproject. Het project is bedoeld om robots te ontwikkelen die kunnen planten, oogsten en onkruid bestrijden.

„De Australische tarweproducerende bedrijven zouden jaarlijks 620 miljoen dollar (430 miljoen euro, BvdD) kunnen besparen op onkruidverdelgingsmiddelen als ze robots zouden laten wieden”, rekent Gordon Wyeth voor op phys.org. Wyeth is hoogleraar computerwetenschappen aan de technische universiteit van Queensland en leider van het Farm Robotproject. De Australische overheid maakte bekend daarin binnenkort 3 miljoen Australische dollar –2 miljoen euro– te investeren.

Ook de Nederlandse overheid stimuleert precisielandbouw sinds 2010 actief met subsidies. Boeren kunnen geld krijgen voor Controlled Traffic Farming (CTF): heel precies rijden met behulp van satellietnavigatie; voor precisiebemesting: het toedienen van mest op het juiste tijdstip alleen bij de planten die het nodig hebben; voor precisiegewasbescherming: het spuiten van insecticiden en onkruidbestrijders alleen daar waar ze nodig zijn om het gewas te beschermen; en voor beregening.

In Nederland timmert de firma SBG Precision Farming aan de weg met het zogeheten realtime kinematic navigatiesysteem. Dat bepaalt de positie van het landbouwvoertuig op 2 centimeter nauwkeurig met satellieten en sterrenbeelden, veel nauwkeuriger dan een bestuurder dat handmatig zou kunnen.

Daardoor wordt voorkomen dat delen van akkers bijvoorbeeld een dubbele dosis pesticiden krijgen of helemaal niets. Verder maakt deze uiterst precieze navigatie het mogelijk om onkruid machinaal te schoffelen.

Ook het Belgische Navtronics houdt zich hiermee bezig. Het bedrijf ontwikkelt een intelligent besturingssysteem, bedoeld om landbouwmachines via satellietnavigatie automatisch hun weg te laten vinden op de akker.

Oliver Neumann van John Deere heeft goede hoop dat precisielandbouw meehelpt de wereldwijd groeiende vraag naar voedsel het hoofd te bieden. Binnen de agrarische sector zal de vraag naar hooggeschoold personeel toenemen, verwacht hij. „Dat moet verstand hebben van software, smartphones en satellietnavigatie van autonome machines en drones.”

www.precisielandbouw.groenkennisnet.nl

www.sbg.nl

Autonome oogstmachine

Boer Klaus Münchhoff zit vaker op zijn bureaustoel dan achter het stuur van een tractor. Robots en autonome machines doen het werk op zijn boerderij Gut Derenburg in het oosten van Duitsland. Münchhoff moet alles alleen nog in juiste banen leiden. „Mijn nieuwe taak is het management”, lacht de 60-jarige boer, terwijl hij zijn verhaal doet voor website phys.org.

Vlak voor de oogst kijken de vier medewerkers van het bedrijf de imposante maaidorsers na voordat ze de goudgekleurde akkers op rollen. Bestuurd door satellieten werken de apparaten nauwkeuriger dan menige boer: hooguit wijken ze een enkele centimeter af van de uitgezette koers.

Onvermoeibaar gaan de apparaten door, dag en nacht. Last van slecht zicht hebben ze niet. Bij elkaar rijden ze minder kilometers dan een bemand voertuig, ze sparen brandstof en door hun precisie leveren ze een betere oogst op.

Münchhoff schakelde zes jaar geleden over op precisielandbouw. Geavanceerde optische sensoren maken het hem mogelijk om van elk perceel de voedingstoestand en de bodemsamenstelling te meten. Met de gps-geleide tractoren kan hij vervolgens voor elk hoekje van zijn land nauwkeurig de hoeveelheid mest doseren die het nodig heeft. Dat leverde een forse besparing op in het gebruik van fosfor. „Twintig jaar geleden gebruikten we voor 100 hectare 10 ton fosfor per jaar, nu is dat slechts 2 tot 5 ton.”

Intussen scrolt de boer door grafieken, tabellen, digitale kaarten en satellietbeelden. Die zijn nu onmisbaar voor zijn bedrijfsvoering. Münchhoff is nu nog een van de weinige pioniers. „Van de 280.000 boerderijen in Duitsland maken er hooguit 1000 gebruik van digitale techniek.” Bang dat zijn machines het voor het zeggen krijgen op zijn bedrijf, is Münchhoff niet. „De machines vergemakkelijken het werk wel, maar nemen geen beslissingen. Dat doe ik.”

www.gut-derenburg.de

Lichtgewicht wieder

De Australische landbouw kan veel winstgevender worden als boeren overstappen op robots, meent Gordon Wyeth, hoogleraar computerwetenschappen aan de technische universiteit van Queensland en leider van het Farm Robotproject.

De universiteit heeft al enige tijd een prototype rijden van de wiedrobot, de zogeheten AgBot. „Een lichtgewicht wagentje zo groot als golfkar. Het is speciaal ontwikkeld om het gebruik van onkruidverdelgingmiddelen te verminderen”, aldus Wyeth op website www.phys.org.

De AgBot is getest op de 4000 hectare grote Swarm Farm bij het dorp Emerald in het oosten van Australië. „Het machientje navigeert met behulp van eenvoudige sensoren, herkent onkruid en dient dat een afgepaste dosis gif toe.”

Volgens Wyeth gebruiken boeren daarvoor nu nog zware tractoren. „Maar die kunnen na een regenperiode niet direct het drassige land op. Intussen groeit het onkruid ongeremd verder.”

De lichte AgBot heeft die beperking niet. „Die kan direct het land op”, licht Wyeth toe. „Om kleine onkruidplanten te verdelgen, is veel minder gif nodig dan voor grote. Ik schat dat de inzet van de AgBot de gezamenlijke bedrijven elk jaar 620 miljoen dollar kan besparen. Ook de loonkosten kunnen door de inzet van robots flink omlaag. Nu bedragen die soms 40 procent van de productiekosten.”

Bij de huidige AgBot blijft het niet als het aan de Australische hoogleraar ligt. „We willen nog meer typen sensoren ontwikkelen, die bijvoorbeeld kunnen herkennen hoe rijp het gewas is. Het kan boeren een schat aan informatie opleveren die hen in staat stelt de robots naar dat deel van hun bedrijf te sturen dat de meeste zorg nodig heeft.”

Een AgBot kost per stuk 20.000 Australische dollars, omgerekend 14.000 euro. Wyeth: „Een boer met een bedrijf van 4000 hectare kan toe met 100 AgBots, die een aantal tractoren en machines vervangen.”

www.qut.edu.au/institute-for-future-environments

Automatisch appels plukken

De invoering van robots in de fruitteelt kent nogal wat haken en ogen, meent Salah Sukkarieh, hoogleraar robotica aan de universiteit van Sydney. Met zijn onderzoeksteam hoopt hij dit jaar de eerste fase af te ronden. „Het gaat om robots die met sensoren hun omgeving waarnemen en begrijpen.”

Het gaat om apparaten die rondrijden in een boomgaard en al rijdend gegevens verzamelen. Ze analyseren onder meer bodemmonsters en controleren de rijpheid van de vruchten. „Voorheen moest er daarvoor iemand daadwerkelijk de boomgaard in.”

Volgend jaar hoopt de hoogleraar de tweede fase van zijn onderzoek te starten: het inbouwen van deze techniek in standaard landbouwtractoren. „Deze zullen op de plekken waar dat nodig is mest of bestrijdingsmiddelen toedienen, water geven of gras maaien, op basis van de analyses die de apparaten zelf maken.”

Ten slotte –in fase drie– hoopt Sukkarieh machines geschikt te maken voor zelfstandig oogsten: „De machine moet de vrucht vervolgens ook van de boom kunnen plukken.”

Die laatste stap is echter zeer complex, zo blijkt uit onderzoek van technici van de Belgische Katholieke Hogeschool Limburg samen met de Katholieke Universiteit Leuven (KU Leuven). „Het was een heidens karwei om de plukhand zo te ontwerpen dat de appels onbeschadigd de boom verlaten”, aldus woordvoerder Eric Claesen in tijdschrift De Ingenieur in 2006.

Een camera aan de grijparm maakt in totaal 27 foto’s van een boom en herkent daarop rode objecten: de plukrijpe appels. Als die zijn geïdentificeerd, komt een trechter in actie. Die blaast de blaadjes met perslucht weg, zuigt de appel vast en plukt deze met een draaibeweging van de boom. Het is de bedoeling dat de robot elke vier seconden één appel oogst. Momenteel zijn de onderzoekers nog steeds bezig de pluksnelheid op te voeren, meldde de KU Leuven eerder dit jaar.