AI giver robotter et kvantespring i landbruget

Vi står midt i en af de største forandringer i landbruget siden mekaniseringen. 

Krav om lavere pesticidforbrug, mindre klima- og miljøaftryk, sundere jord og høj produktivitet driver en udvikling, hvor robotter, sensorer, kunstig intelligens (AI) og biologiske løsninger rykker fra forskningsprojekter ud i virkeligheden.

De første intelligente maskiner er allerede i drift i markerne, og meget tyder på, at AI bliver en vigtig brik i at forene produktion med bæredygtighed.

AI er ikke bare endnu en teknologi – det er den motor, der gør robotterne i stand til at tage det næste kvantespring.

DM Bio satte allerede i 2020 fokus på de første robotter og digitale teknologier i landbruget.

Siden er udviklingen accelereret markant, og hvor der dengang var pilotprojekter, ser vi i dag robotter i kommerciel drift.

Sensorer som landbrugets nye øjne

I generationer har landmænd, rådgivere og forskere vurderet planternes tilstand med øjnene, erfaringer og viden.

Vi har kigget efter jordens frugtbarhed, planternes farve, tegn på sygdomme, forekomst af ukrudt og meget mere.

Men i dag står vi et helt andet sted.

Kameraer og sensorer er blevet langt mere avancerede, og i løbet af de seneste år er de første kommercielle systemer kommet på markedet.

De nye sensorer spænder bredt i deres anvendelse og kan registrere alt fra vandstress og næringsstofmangel til tidlige sygdomsangreb, ukrudtsforekomst og variationer i afgrøders næringsstatus (6, 9).

Nu er vi på vej ind i den næste fase, hvor data fra sensorer kombineres med AI. Det giver mulighed for at forstå markerne på et niveau, som langt overstiger, hvad vi selv kan se.

Dermed får vi et grundlag for en ny form for præcisionslandbrug, hvor ressourcerne bruges mere effektivt, og miljø- og klimapåvirkninger bliver reduceret. 

Samtidig kan vi indsamle flere data og viden om, hvordan biologiske løsninger som biostimulanter, biogødning og biopesticider virker under forskellige markforhold.

Vi ved, at effekten varierer med klima, jord og afgrøde – og netop her kan præcise data understøtte både forskning og praksis.

Se 7 robotteknologier, der revolutionerer landbruget

Præcisionsjordbrug – miljøgevinst og økonomisk fordel

Præcisionsdyrkning praktiseres allerede mange steder i verden, og i Danmark arbejder mange landmænd med at graduere tildelingen af gødning og pesticider ud fra satellitdata og ukrudtskort.

Men vi mangler stadig præcise data fra de enkelte marker for at kunne fastlægge de optimale løsninger og doser (2, 7).

Først når datagrundlaget bliver bedre, kan vi høste de fulde gevinster.

Robotter, sensorer og digitale tvillinger kan her gøre en forskel.

Ved at indsamle detaljerede data om planternes vækst, forekomst af sygdomme, skadedyr og ukrudt kan vi tildele gødning og plantebeskyttelse præcis dér, hvor behovet er – og kun i de nødvendige mængder. 

Det kan reducere forbruget markant, mindske udvaskningen og give en mere stabil vækst, som ofte resulterer i højere kvalitet af afgrøden.

Når vi kombinerer præcision med biologiske løsninger, bliver gevinsten endnu større: lavere input, lavere miljøpåvirkning og et potentiale for højere udbytter.

Robotter er det næste kvantespring

De eksempler, vi allerede ser i brug, viser, at robotter spænder bredt – fra små præcisionsrobotter i grøntsager og vinmarker til større multifunktionelle maskiner, der kan så, luge og sprøjte.

Teknologien udvikler sig hurtigt, og potentialet er stort.

Særligt i grøntsagsdyrkningen, hvor der traditionelt bruges meget manuelt arbejde, kan robotter bære en stor del af byrden.

Samtidig kan de øge præcisionen i dyrkningen gennem målrettet såning, plantning og løbende overvågning. 

Alligevel er udbredelsen endnu begrænset. Robotterne er stadig dyrere end konventionelle traktorer og redskaber, deres kapacitet matcher endnu ikke de velafprøvede maskiner, og de kræver mere vedligehold og teknisk support (4).

Produktionen sker i små serier, hvilket holder priserne oppe, og lovgivningen for fuldt autonome maskiner er ikke færdigudviklet (1).

Det er her, AI giver robotterne et kvantespring: Ved at kombinere data fra sensorer med avancerede algoritmer kan de ikke blot udføre rutineopgaver, men også genkende planter, optimere beslutninger i realtid og tilpasse sig skiftende markforhold. 

Dermed kan de overtage opgaver, der tidligere krævede enten omfattende manuelt arbejde eller kemiske løsninger, fx ukrudtsbekæmpelse i økologisk og regenerativt landbrug.

De første autonome robotter er allerede i kommerciel drift, og udviklingen peger mod en hurtig udbredelse i de kommende år. 

De nuværende EU-regler (EU’s Machinery Directive 2006/42/EC) kræver, at autonome landbrugsrobotter altid er under menneskelig overvågning eller kontrol.

En undtagelse gælder dog for mindre robotter med lav vægt, lav hastighed og indbyggede sikkerhedssystemer, som fx FarmDroid, der kan operere fuldt autonomt.

Til gengæld er udbredelsen af de større robotter med højere kapacitet fortsat begrænset af overvågningskravet.

Autonome robotter åbner for nye dyrkningssystemer

De små, autonome robotter er på vej – og med dem åbnes der helt nye muligheder for at gentænke dyrkningssystemerne. Fx samdyrkning af flere afgrøder i striber eller mønstre på samme mark.

Systemet er kendt for at øge biodiversiteten, styrke jordens frugtbarhed og reducere behovet for pesticider og gødning.

Men metoden har haft vanskeligt ved at vinde indpas i Nordeuropa, fordi den er svær at håndtere med traditionelle maskiner (3).

Med robotterne kan vi ikke blot realisere kendte systemer som stribedyrkning, men også udvikle nye varianter – fx såning eller udplantning i mønstre, der giver planterne et forspring – og dermed bryde med de begrænsninger, som de nuværende maskiner sætter.

På den måde åbnes et helt nyt innovationsrum, hvor dyrkningssystemerne kan designes med langt større frihed end før. 
Det er netop denne udfordring, projektet Robotic Intercropping skal adressere.

Med støtte fra Novo Nordisk Fonden samarbejder KU, DTU, SDU og Wageningen Universitet om at udvikle robotter, der kan håndtere komplekse afgrødesystemer.

Visionen er at kombinere fx hvede, raps og hestebønner med flerårige afgrøder som kløvergræs og lucerne.

På den måde kan vi reducere brugen af mineralsk gødning, undertrykke ukrudt og forbedre jordens struktur – alt sammen understøttet af letvægtsrobotter, der kan arbejde døgnet rundt.

Digitale tvillinger – AI som simulationsmotor

En af de lovende teknologier er digitale tvillinger – virtuelle modeller af marken, afgrøderne og robotternes arbejde.

Med en digital tvilling kan vi simulere forskellige scenarier: hvordan planterne konkurrerer om lys, vand og næring, eller hvordan en ændret gødningsstrategi påvirker udbyttet.

Tvillingerne bliver hele tiden bedre, efterhånden som de fodres med data fra robotter og sensorer.

På samme måde som Google har opbygget sine kort, opdateres de løbende, så modellerne bliver mere præcise og brugbare over tid.

Det betyder bl.a., at vi kan teste strategier virtuelt, før de afprøves i praksis.

Dermed kan vi undgå dyre fejl, accelerere læring og optimere dyrkningssystemer langt hurtigere, end det ellers ville være muligt. 

Digitale tvillinger bruges allerede i forskningen, men vil næppe være bredt kommercielle før omkring 2030.

Hvordan kommer vi videre?

Hvis teknologierne skal få reel betydning, skal vi have dem op i skala. Det kræver samarbejde mellem landmænd, virksomheder, forskere og myndigheder.

Robotterne er stadig en stor investering, men nye forretningsmodeller som fx Robotics-as-a-Service kan gøre dem mere tilgængelige (5).

Andre modeller er leasing og maskinfællesskaber, hvor flere landmænd deler robotter og udstyr.

Disse modeller kan sænke investeringsbarrieren og gøre robotteknologien mere tilgængelig i praksis.

Living labs, hvor vi tester teknologien direkte i marken, er en anden vej til at sikre, at løsningerne fungerer i praksis (8).

Vi skal også investere i uddannelse.

Fremtidens landmænd skal kunne håndtere data, sensorer og digitale tvillinger på linje med traktorer og såmaskiner. 

Det kræver nye kompetencer og en ny tilgang til at drive landbrug.

Hvad kan det betyde globalt?

På globalt plan kan teknologien være en afgørende brik i at sikre fødevareproduktionen, samtidig med at vi beskytter klima og biodiversitet.

I Europa kan robotterne afhjælpe mangel på arbejdskraft og skabe mere rentable driftsformer.

I det globale syd kan letvægtsrobotter være en genvej til at øge produktiviteten uden at indføre tungt maskineri, der skader jordens struktur.

Hvis vi lykkes med at reducere pesticid- og gødningsforbruget og samtidig fastholde stabile udbytter, kan teknologien blive en central del af den grønne omstilling.

Udfordringen bliver at gøre løsningerne robuste, økonomisk attraktive og skalerbare.

Lykkes det, står vi med et landbrug, der både producerer nok mad, reducerer miljøbelastningen og binder mere CO₂ i jorden.