Experimenten zijn er volop, weet Eldert van Henten, hoogleraar Biosystems Engineering aan Wageningen University. Zo hebben de universiteit en tractorfabrikant Fendt een ”master-slavesysteem” getest op landbouwtractoren: een mens bestuurt de ene tractor en de andere volgt automatisch. „Toch is dit geen product geworden. Er zaten te veel haken en ogen aan.”

Sommige robots voor de akkerbouw zijn wel in productie genomen. Zo biedt machinefabriek Steketee uit Stad aan ’t Haringvliet (Zuid-Holland) een schoffelmachine aan die gewas kan onderscheiden van onkruid. Precision Makers uit Giessen (Noord-Brabant) levert een autonome tractor, de Greenbot (zie ”Greenbot kan saai werk zo overnemen”). „Maar verder is er nog niet zo veel, hoewel de ontwikkelingen echt niet stilstaan.”

De automatisering van de landbouw krijgt een impuls doordat staatssecretaris Van Dam van Economische Zaken eerder deze maand ruim 2 miljoen euro beschikbaar stelde voor de Nationale Proeftuin Precisielandbouw waar de nieuwste uitvindingen, prototypes en technologieën voor precisielandbouw in de praktijk kunnen worden getest en doorontwikkeld.

Techniek in de akkerbouw is zo oud als de landbouw zelf, vervolgt Van Henten. „Mensen bewerkten de grond aanvankelijk met stokken, bijlen en ploegen. Trekdieren namen op den duur een deel van het zware handwerk over. Die werden op hun beurt weer vervangen door tractoren.”

Hoewel de tractor de boer aanvankelijk geen direct economisch voordeel bracht, bood deze wel veel meer mogelijkheden dan een trekkend paard: een tractor kan bijvoorbeeld ook machines aandrijven.

Ook met de aanschaf van een autonome robottractor zal een boer mogelijk geen geld besparen. „Maar datzelfde geldt voor de melkrobot. Voor veel boeren kan die economisch niet uit, maar ze hebben er toch een. Waarom? Het apparaat verschaft hun meer vrijheid: ze kunnen later opstaan, ’s avonds naar een verjaardag of naast het boerenbedrijf ander werk gaan doen. Robotisering gaat dus niet alleen over een afweging van kosten en baten.”

Cabineloos

De ontwikkeling van de autonome tractor is al tientallen jaren bezig. „Er is bijvoorbeeld geprobeerd om een tractor via een draadje in de grond over het land te geleiden. Maar dat leverde allerlei problemen op, bijvoorbeeld met ploegen.”

De echte kanteling kwam met de introductie van gps in de landbouw. Dat maakte nauwkeurige automatische besturing via satellieten mogelijk. De eerste echte autonome tractor –het Automaatje– reed in de jaren 90 van de vorige eeuw rond op de proefvelden van Wageningen University, herinnert Van Henten zich. „Ook John Deere kwam met een cabineloze tractor die zelfstandig over de akker kon rijden.”

Deze tractoren waren echter nog lang niet autonoom. Een tractor is niet alleen bedoeld voor het verplaatsen van materialen en de oogst, maar ook voor het uitvoeren van handelingen. „Als wij met een schoffel door onze groentetuin lopen, gaat het ook niet om het voortdurend verplaatsen van de schoffel, maar om het uitvoeren van een taak: het schoffelen.”

Daaruit blijkt de complexe taak van de chauffeur, vervolgt de hoogleraar. „Die bestuurt niet alleen de tractor, maar is ook verantwoordelijk voor de veiligheid van mens, dier en gewas. Ten slotte heeft hij nog een functie die vaak wordt vergeten: het over de schouder kijken; het beoordelen of de machine zijn werk wel goed heeft gedaan”, aldus Van Henten.

Besturing via gps kan de eerste functie van de tractorbestuurder al overnemen. „Maar de tweede en de derde functie nog niet. Daarvoor moet geavanceerde sensortechniek en kunstmatige intelligentie worden ontwikkeld die de informatie ook kan duiden. Het is bijvoorbeeld niet de bedoeling dat de tractor voor elk waargenomen object stopt. Ligt er alleen een takje, dan kan hij gewoon doorrijden; maar loopt er iemand voor de tractor, dan moet hij uiteraard wel stoppen.”

Automobielindustrie

Van Henten volgt de ontwikkelingen in de automobielindustrie daarom met grote belangstelling. „Het veilig besturen van auto’s is eveneens een heikel punt. Zo moet de auto snelheid minderen voor een fietser, maar ook kunnen duiden of iemand zal gaan oversteken op een zebrapad.”

Deze techniek, die autonome auto’s mogelijk moet maken, is met enige aanpassing ook inzetbaar voor de ontwikkeling van de autonome tractor. „Maar ook dan blijven we nog ver weg van de derde functie: het vervangen van de mens die beoordeelt of de machine zijn werk goed heeft gedaan. Dat is nog een compleet onontgonnen gebied.”

Als de digitalisering van de akkerbouw doorzet, zullen robots de boer steeds meer taken uit handen nemen, aldus de hoogleraar. „Boeren zullen hun apparaten via hun telefoon of tablet opdrachten geven. Apparaten zullen steeds meer met elkaar gaan ‘praten’ en via het ”internet of things” (zie ”Babbelende’ apparaten op het internet der dingen”) gegevens van hun sensoren rechtstreeks doorgeven aan elkaar en aan de boer. Ook zullen planning, leveranciers, afnemers, transport en opslag met elkaar verweven raken.”

Bij de meeste systemen die momenteel beschikbaar zijn, houdt de tractorchauffeur zelf de regie. Maar ze ondersteunen hem wel bij zijn werk. „Het gaat om zogeheten assistsystemen die de boer werk uit handen nemen, zoals autonome navigatie. Ook is er software beschikbaar waardoor hij zijn werk op het veld sneller en efficiënter kan uitvoeren. Maar ik verwacht dat een robottractor die de mens op alle gebieden volledig zal vervangen, nog jaren op zich zal laten wachten.”

„Greenbot kan saai werk zo overnemen”

Precision Makers uit Giessen (Noord-Brabant) bouwt de Greenbot, een autonome tractor voor de akkerbouw. Vier vragen aan directeur Allard Martinet.

Welke taken kan een Greenbot zoal uitvoeren?

„Vooral taken die herhaald worden; die zijn te automatiseren. Zoals maaien, spuiten en onkruid schoffelen. De Greenbot maakt momenteel vooral opmars in speciale teelten van fruit, groente en conserven.”

Waarom zou een boer een Greenbot aanschaffen?

„Er zijn in de landbouw veel eentonige, gevaarlijke of saaie taken. Daarnaast kunnen sommige werkzaamheden soms beter op een ander moment worden uitgevoerd. Bijvoorbeeld het werken met gewasbeschermingsmiddelen: ’s nachts staat er vaak minder wind en waait er dus minder van het middel weg, maar dan slapen de meeste akkerbouwers. Door deze taken te robotiseren is er tijd- en milieuwinst te behalen of is het werk beter uit te voeren.”

Boeren vallen nu massaal voor robottractors?

„Nou nee. Ze kennen de mogelijkheden van de Greenbot nog niet en denken door het werken met robots een stukje boerenromantiek te verliezen. Maar dat gaat snel veranderen.”

Hebben ze dat zelf ook op hun netvlies?

„De voorlopers wel; die staan zeer zeker open voor deze nieuwe technieken. Het langzaam beschikbaar komen van de techniek in autonome auto’s helpt om het begrip te vergroten.”

‘Babbelende’ apparaten op het internet der dingen

Op het Internet of Things, of ”internet der dingen”, communiceren niet alleen door de mens bediende computers met elkaar, maar ook autonome apparaten. Het gaat bijvoorbeeld om een koelkast die bestellingen doorgeeft aan de supermarkt. Of een wasmachine die communiceert met de energieleverancier wanneer hij het beste kan starten met een wasbeurt. Of autonome auto’s die met elkaar ‘babbelen’ over een file die eraan zit te komen. Alledaagse apparaten worden hierdoor zelfstandige entiteiten op internet.

De uitwisseling van gegevens neemt hierdoor een enorme vlucht. De infrastructuur zal daarop moeten worden aangepast. Om de enorme hoeveelheid data van het internet der dingen te kunnen verwerken is een 5G-netwerk onmisbaar.

Telecommunicatiebedrijven stapten de afgelopen vijf jaar al van draadloze 3G- over op 4G-netwerken. De snelheid van de netwerken nam hierdoor toe met een factor 10 tot 20. Nog een stap verder gaat 5G. Die techniek maakt netwerken meer dan tien keer sneller dan 4G, tot zo’n 1250 megabit per seconde. Wereldwijd testen telecommunicatiebedrijven momenteel 5G-netwerken.

Bodemverdichting en monoculturen

De robotisering van de akkerbouw brengt een aantal voordelen met zich mee, verwacht Eldert van Henten, hoogleraar aan Wageningen University. „De huidige tractoren zijn erop gemaakt dat één mens zo veel mogelijk taken in één keer en zo snel mogelijk kan uitvoeren. Die grote machines rijden echter de bodemstructuur aan gort. De bodem verdicht, het bodemleven gaat naar de knoppen en na een hevige regenbui is er direct sprake van wateroverlast.” Zodra de mens van de machine af kan, kan die kleiner en lichter worden.

Een ander probleem van de hedendaagse landbouw zijn de monoculturen: grote akkers met één gewas. „Maar zo werkt de natuur niet. Daarom moeten boeren zo veel spuiten tegen ziekten en plaaginsecten.” De robotisering kan helpen om ”intercropping” opnieuw te introduceren: gewassen die elkaar goed verdragen of elkaars groei bevorderen door elkaar heen telen. „Net zoals in de groentetuin gebeurt.”

Monden voeden en grondstof leveren

Al jarenlang is de trend dat mensen in geïndustrialiseerde landen weglopen uit de landbouwsector. „Mensen kunnen elders met minder moeite meer verdienen. Dan moet je wel uit speciaal hout gesneden zijn als je van ’s morgens vroeg tot ’s avonds laat wilt ploeteren voor een karige boterham”, stelt Eldert van Henten, hoogleraar aan Wageningen University.

Hij verwacht dat de robotisering kan helpen die trend te keren. „Door robotisering zal het werk in de landbouw lichamelijk minder zwaar worden. Verder zijn jongeren heel bedreven in gaming: als het lukt om met het werk in de agrarische sector daarop aan te sluiten, zal een baan in de akkerbouw aantrekkelijker worden. En dat is hard nodig. De wereldbevolking groeit, steeds minder mensen moeten steeds meer monden voeden.”

Er bestaat bovendien nog een veel groter probleem, vervolgt Van Henten. „Aardolie en aardgas worden schaars. Binnen vijftien tot twintig jaar moet de akkerbouw steeds meer grondstoffen leveren voor zowel veevoer als biobrandstoffen en chemische producten. Ik vind dat schokkend: de uitdaging om dat voor elkaar te krijgen, is nog veel groter dan alleen het voeden van de groeiende wereldbevolking.”