Robottikylvön ja kylvömuokkauksen mahdollisuudet ja haasteet Suomessa
Avainsanat:
peltorobotti, autonominen peltotyökone, kylvökone, kultivaattori, automaattinen peltoviljely, GPSAbstrakti
Peltoviljelyn kehityksessä äärimmäistä visiota edustaa täysautomaattisuus, jossa autonomisista peltotyökoneista koostuva järjestelmä suunnittelee ja toteuttaa viljelytoimenpiteet. Vision toteutuminen ulko-olosuhteissa ei ole vielä tätä päivää, vaikka kasvihuoneissa plant factory konsepti ei ole kaukana tästä. Peltoviljelyssä haasteena on alati muuttuva ympäristö, sääolosuhteet sekä tosiasia että pellot eivät ole suljettuja alueita. Myöskään robotin siirtely pellolta toiselle julkisia teitä pitkin ei ole ongelmatonta. iNavix-projektissa on tutkittu autonomisen traktorin avulla autonomiseen peltotyökoneeseen liittyviä haasteita. Projektin painopiste on navigoinnin ja reitinsuunnittelun tutkimuksessa, mutta kokeissa on käytetty oikeita työkoneita, joilla on tehty oikeita viljelytoimenpiteitä. Myös itse autonominen traktori on pääosin kehitetty projektin puitteissa. Kesällä 2012 työkoneena käytettiin kultivaattoria, jolla hoidettiin avokesantoa ja syksyllä 2012 kylvettiin syysviljaa 2,5 hehtaaria kylvölannoittimella. Keväällä 2013 robottikylvöä testattiin neljällä lohkolla, yhteensä 6,1 hehtaaria. Tutkimuksessa käytetyt työkoneet ovat olleet ns. tavallisia miehitettyyn traktoriin suunniteltuja laitteita. Kultivaattori oli varustettu ns. hanhenjalkaterillä; kylvölannoitin laahavantailla. Sekä hanhenjalkaterät että laahavantaat ovat hyviä esimerkkejä siitä millaisia maata käsitteleviä teriä autonomisissa koneissa ei tulisi käyttää. Kesantopellolla kultivointi irrottaa tehokkaasti rikkakasveja, mutta hanhenjalkaterä myös kerää taaksensa näitä ja kone ei luontevasti puhdistu edes kun se nostetaan ylös maasta, vaan terän ja sen varren ympärille kerääntyneet kasvijätteet ovat tiukasti kiinni. Toisaalta laahavantailla varustettu kylvölannoitin on myös ongelmissa, jos kasvijätettä on muokatun pellon pinnassa runsaasti. Autonomisessa koneessa laahavantaissa on myös ongelmana siemenkanavan tukkeutuminen: tukkeuman puhdistuskin pitäisi automatisoida. Kokemusten mukaan kylvötoimenpiteen automatisointi edellyttäisi myös automaattista säiliöiden täyttöä. Projektissa kehitetty kaupalliseen kylvölannoittimeen perustuva autonominen kylvörobotti pystyi kylvämään noin 0,85 hehtaaria yhdellä täytöllä, mikä käytännössä tarkoittaa että kylvörobotin isäntä ei ehdi säiliöiden täyttämisen välillä tekemään juuri muuta tuottavaa kuin käydä täyttämässä täyttövaunua silloin tällöin. Kaikissa tähän tutkimushankkeeseen liittyvissä kokeissa luonnollisesti tutkija oli koko ajan läsnä valvomassa toimintaa pellolla, koska peltorobotin prototyyppi ja avoimet pellot ovat vaarallinen yhdistelmä. Kehitetyn peltorobotin paikannus perustuu vain ja ainoastaan tarkennettuun GPS-vastaanottimeen. Laitteiston luvattu tarkkuus on alle 5 cm, minkä voi olettaa pitäneen paikkaansa, sillä paikannus- ja navigointivirheet yhdessä ovat niin pieniä, että pellolla kasvavasta oraasta ei pysty käytännössä erottamaan missä 12,5 cm rivivälillä kylvettyjen vetojen raja menee. GPS-vastaanottimeen liittyy kuitenkin ajallisen saavutettavuuden ongelmia ja tässä paperissa kerrotaan myös näistä kokemuksista.
