Landbruksroboten Thorvald skal overvåke jordbæråkeren for angrep fra sopp og midd kontinuerlig, behandle plantene uten sprøytemidler – og etter hvert hjelpe til med innhøstingen.

– Med Thorvald har bonden en agent ute i felten som hele tiden overvåker plantene og tar bilder, noe som reduserer risikoen enormt for meldugg og andre skader, sier professor Pål Johan From, som har utviklet Thorvald og leder robotgruppen ved NMBU.

• Les også: Forskere lager nye plantesorter ved hjelp av robot

Sprøytemiddelfri behandling av sopp- og middangrep

I Sylling tester forskerne ut metoder der landbruksroboten Thorvald behandler planter med svært lav intensitet av ultrafiolett lys om natta. Målet er å få til en effektiv måte å bekjempe soppangrep uten sprøytemiddel.

Ultrafiolett lys, eller UV-lys, er elektromagnetisk stråling med bølgelengder mellom synlig lys og røntgenstråler. UV-lyset deles i tre grupper avhengig av bølgelengden. I Thorvalds behandling av jordbærplanter brukes det som kalles UV-B-lyset.

Energi fra ultrafiolett lys kan nemlig ødelegge mugg ved å bryte kjemiske bånd i DNAet slik at cellene dør. Denne teknikken brukes ofte for å få bukt med soppvekst i hus etter oversvømmelse eller for å berge bøker eller museumsgjenstander som er angrepet av muggsopp.

Fortsatt i testfasen

NBMUs robot Thorvald er strengt talt bare en prototype til en landbruksrobot.

Selv om forskjellige utgaver av Thorvald allerede i dag ruller rundt i norske åkere og er behjelpelig med alt fra jordbærproduksjon til utvikling av nye plantesorter, er det stort sett som del av forskjellige forskningsprosjekter.

– Hvis du tilbyr en landbruksrobot som håndterer for eksempel ugrasfjerning skal den ha opp mot 100 prosent oppetid for å være en suksess, sier From.

– Men hvis Thorvald kom på markedet i dag ville nok investeringen likevel forsvares selv med 50 prosent oppetid. Det er fordi det vi jobber med er å belyse jordbærplanter med UV-B-lys for å behandle angrep fra sopp og midd, noe som ikke kan løses med konvensjonelle metoder per i dag.

For å overvåke en åker for angrep fra sopp og midd kan Thorvald for eksempel utstyres med hyperspektrale kameraer som fotograferer plantene mens han ruller over åkeren. Disse kan ta bilder som viser både det synlige og det usynlige lyset, og registrerte lysintensiteten innenfor flere hundre forskjellige bølgelengdeintervaller.

• Les også: Ugras blir mer motstandsdyktige mot sprøytemidler

Fra traktor til robot 

Thorvald er på mange måter egentlig bare en slags verktøybærer, en robotplattform som kan kobles til ulike verktøy – litt på samme måte en traktor kan det.

Til å begynne med utviklet forskerne verktøy som gjorde at Thorvald kunne hjelpe til med å så, gjødsle og bekjempe ugress. Men etter hvert har de fylt på med verktøy som lar Thorvald bistå med innhøsting, med å overvåke åkeren for midd, sopp og plantesykdommer og bestråle planter med UV-B-lys.

Thorvald vil også kunne estimere hvor stor avlingen blir slik at bonden kan planlegge bedre hvor mye hjelp han vil trenge til innhøstinga.

Bildene Thorvald tar ute i åkeren kan analyseres med avansert bildeanalyse hvor forskere eller bøndene selv har programmert inn forskjellige algoritmer for å beregne størrelsen på avlingen eller lete etter for eksempel meldugg. Studenter tilknyttet robotgruppa ved NMBU jobber med å utvikle stadig flere algoritmer som kan utvide Thorvalds repertoar, eller verktøykasse.

• Les også: Sultne på bringebær – hele året

Mer miljøvennlig og effektivt landbruk med roboter

Thorvald er en liten og lett robot. Det gjør den enklere å navigere under vanskelige forhold med mye vann, noe som blir stadig større utfordring i Norge fremover.

– I Norge kommer det mye nedbør på ugunstige tider, og Thorvald er bedre rustet til å takle dette enn store maskiner som traktorer, påpeker From.

Størrelsen og vekten på landbruksroboten gjør at bønder også unngår jordpakkingen, noe som skjer hvis de bruker tunge traktorer. Jordpakking kan føre til opptil 20 prosent reduksjon av avlingene i dag.

Roboter som Thorvald er i det hele tatt bedre enn tradisjonelle jordbruksmaskiner, som traktorer, på alle måter, ifølge From:

– Den forurenser ikke, til forskjell fra traktoren den overtar for. Den ødelegger ikke jorda som store tunge maskiner, som traktoren, gjør. Den gjør det mulig å produsere mer mat, og den skaper bedre vekstforhold for plantene, sier han.

– Jeg ser et enormt potensial i å robotisere landbruket. For det første vil vi få et langt mer bærekraftig landbruk med reduserte utslipp og jordpakking. I tillegg vil vi få langt mer presise systemer som gjør at vi kan produsere mer mat på samme areal enn det vi gjør i dag. Intelligente systemer vil også føre til redusert bruk av sprøytemidler, og i mange tilfeller vil vi nok se at vi kan eliminere bruken av sprøytemidler helt ved å ta i bruk mer intelligente metoder. Dette er bra både for matprodusentene og forbrukeren, sier han.

• Les også: Bønder tyr helst til hverandre for kunnskap

Satser på masseproduksjon

Med fullskala testing gjennom hele vekstsesongen i år skal forskerne sikre at teknologien er robust og pålitelig nok til å kunne kommersialiseres, og roboten settes i masseproduksjon.

Det skjer gjennom prosjektet «Agriculture 4.0: Intelligente og selvgående roboter for kostnadseffektiv frukt- og grønnsakproduksjon,» finansiert gjennom Forskningsrådets «FORNY»-program.

Samtidig testes Thorvald systematisk ut i både norske og engelske jordbæråkre, mer spesifikt i Lincolnshire og Sylling.