Investeerders Moeten Opletten: Robotica Neemt de Landbouw Over

In premoderne tijden werd het grootste deel van de economische activiteit gedreven door de primaire sector: landbouw, veeteelt en andere voedselproductie. Met de industriële revolutie werden onze economieën eerst steeds meer gedreven door de industrie en vervolgens door de dienstensector. Hierdoor werd de primaire sector, hoewel nog steeds verantwoordelijk voor de vitale taak van voedselproductie, steeds minder zichtbaar in economische termen.

Een belangrijke factor was de mechanisatie van de landbouw. In arme, onderontwikkelde regio’s zoals Afrika kan landbouw het levensonderhoud van het grootste deel van de bevolking zijn en is het verantwoordelijk voor wel 15% van het BBP. In landen zoals de VS is landbouw minder dan 1% van het BBP.

Mechanisatie en industriële landbouw leidden tot verschillende trends, bijna allemaal nadelig voor het milieu:

• Uitbreiding van enorme monoculturen over duizenden hectare in plaats van gediversifieerde ecosystemen met hagen, meerdere soorten, enz…
• Grote afhankelijkheid van chemische meststoffen.
• Intensief gebruik van pesticiden en herbiciden leidt tot ecologische schade en watervervuiling.
• Achteruitgang van bodemvruchtbaarheid door diep ploegen, meststoffen, fungiciden en verdichting onder het gewicht van steeds grotere tractoren.
• Afname van de biodiversiteit van gewassen, waarbij slechts een handvol variëteiten vaak 80%-90% van de totale productie uitmaken.
• Lagere voedingswaarde van het geproduceerde voedsel.

Dit is niet duurzaam. Bijenvolken worden bedreigd door het verdwijnen van werkbijen, bekend als colony collapse disorder, een verschijnsel dat verband houdt met meerdere factoren, waaronder parasieten, ziekten, voeding en blootstelling aan pesticiden. En het is niet eens rendabel, waardoor enorme druk op boeren ontstaat, bij wie sommige onderzoeken een hoger risico op zelfmoord melden dan bij de algemene bevolking. De VN-FAO (Food and Agriculture Organization) waarschuwt ons dat meer dan 90% van de bodems tegen 2050 aangetast zou kunnen zijn als er geen maatregelen worden genomen. Een eerdere FAO-prognose raamde dat de landbouwproductie tussen de basisperiode 2005–2007 en 2050 met ongeveer 70% zou moeten toenemen. Bodemdegradatie bemoeilijkt die opgave; dit betekent niet dat de meeste bodems onvermijdelijk onvruchtbaar worden.

Dit zou een behoorlijk somber beeld kunnen zijn. Maar we hebben de oplossing al, en die wordt nu al geïmplementeerd.

De volgende stap

Dit is niet geheel negatief. Industriële landbouw heeft de honger drastisch verminderd ondanks de explosieve groei van de wereldbevolking. Het heeft ook menselijke arbeid vrijgemaakt voor productievere taken zoals wetenschap en onderwijs.

Maar er zijn een paar dingen die de industriële landbouw slecht doet en kennelijk niet beter kunnen worden:

• Onkruid- en plaagbestrijding zonder chemicaliën.
• Oogsten en plukken, vooral fruit en delicate bessen.
• Gepersonaliseerde zorg voor elk klein deel van het gecultiveerde land.
• Optimale irrigatie die geen kostbare waterbronnen verspilt.

De oplossingen tot nu toe waren ofwel het negeren ervan (chemische behandeling) of het oplossen ervan door gebruik te maken van goedkope migrantenarbeid (fruitplukken). Vanuit zowel ecologisch als ethisch oogpunt is het onaanvaardbaar om dezelfde praktijken te handhaven.

Gelukkig komt robotica nu om de landbouw duurzamer te maken.

Stel je een toekomst voor waarin fruitplukken wordt gedaan door slimme robots die hun rug niet breken en niet oververhit raken onder de brandende zon; waarin massieve dieseltractoren worden vervangen door een vloot van kleine autonome drones op wielen die op zonne‑energie rijden; waarin de velden voortdurend worden gemonitord door vliegende drones; en waarin pesticiden en herbiciden worden vervangen door heet water of een robotarm.

Het goede nieuws is dat bedrijven in allerlei delen van de landbouwsector hieraan werken. Niet alleen kleine enthousiaste startups maar ook industriële giganten zoals Bayer. Je hebt zelfs wereldwijde landbouwrobotica‑forums, zoals recent in december 2021 in Frankrijk. Er wordt op allerlei terreinen vooruitgang geboekt. Deze ontwikkelingen kunnen we in enkele categorieën indelen.

Robotisch Plukken

Advanced.farm gebruikt 6 robotarmen, machinevisie en een zuignap om zachtjes appels te oogsten zonder menselijke aanwezigheid. Het kan dit ook ’s nachts doen, waardoor een 24/7 oogstschema mogelijk is. Het heeft ook een aardbeienoogstmachine ontworpen, die volgens het bedrijf vijf keer efficiënter is dan een menselijke plukker. Dus ondanks een enigszins spookachtig uiterlijk bij nachtelijke werking (zie hieronder), is het echt veilig en efficiënt.

Fieldworkrobotics heeft een partnerschap met de Duitse machinefabrikant Bosch gesloten om zijn robots voor het plukken van kwetsbaar fruit te ontwikkelen. Het is gespecialiseerd in kwetsbaar fruit en groenten zoals frambozen, bloemkool en tomaten, met behulp van geavanceerde robotarmen.

Robotisch Onkruid- en Plaagbeheer

Ecorobotix heeft een robot ontwikkeld die machinevisie combineert met precisiespuiten om het volume van gebruikte pesticiden en herbiciden met tot 95 % te verminderen. In plaats van het hele veld te bespuiten, richten hun robots zich alleen op de plant die daadwerkelijk het chemische middel nodig heeft. Hoewel dit de chemicaliën niet volledig uit de landbouw verwijdert, zou dit het totale volume en de bijbehorende vervuiling drastisch moeten verminderen.

Naio Technologies streeft er juist naar om herbiciden volledig uit het veld te verwijderen. Een lichtgewicht (1,5 ton, dus net als een auto) autonome robot rijdt over het veld en versnijdt of haalt het onkruid weg met kleine messen. Hij gebruikt LIDAR, GPS‑navigatie en machinevisie om zelfstandig te rijden en gewassen van onkruid te onderscheiden, zonder toezicht.

Sommigen gaan zelfs nog verder, zoals Blue River Technology, een bedrijf dat John Deere in 2017 overnam. Het gebruikt machine learning en machinevisie om elke plant in het veld te identificeren. Zo kan de robot het onkruid verwijderen maar ook het gewas, zoals sla, uitdunnen, waardoor de totale opbrengst stijgt zonder menselijke tussenkomst. Daarmee verricht de robot volgens de beschrijving “het werk van 9‑10 mensen”. Je kunt meer zien in de onderstaande video:

Vergelijkbare toepassingen van machinevisie voor het uitdunnen van gewassen en het verwijderen van onkruid worden ook ontwikkeld door Vision Robotics, Ekobot en Aigro. En het is waarschijnlijk dat veel andere startups nog in stealth‑modus opereren of net beginnen.

Irrigeren met Robotica

Osiris Agriculture is een Frans bedrijf dat een irrigatierobot heeft ontwikkeld. Door zelf te rijden en de behoeften van de plant te identificeren, vermindert het het waterverbruik met 30 % en bespaart het boeren 7 uur werk per hectare in de zomermaanden.

Monitoren met Robotica

Precision Hawk gebruikt drones om de gezondheid van gewassen te monitoren, met multispectrale sensoren. Deze drones lezen niet alleen zichtbaar licht maar ook infrarood, wat informatie geeft of een gebied water nodig heeft. Het heeft ook een partnerschap gesloten met de grootste dronefabrikant ter wereld, DJI, voor een app die elke drone kan omvormen tot een monitoringsdrone.

Andere toepassingen voor Robotica

Er zijn tal van andere mogelijke toepassingen. Bijvoorbeeld het beheren van vee met Beefreeagro, dat vee autonoom lokaliseert en telt. Het kan ook vroege tekenen van ziekte detecteren en controleren of alle hekken en poorten correct zijn.

Robots kunnen ook worden ingezet voor herbebossingsinspanningen. Biocarbon Engineering heeft vliegende drones gebruikt om binnen enkele minuten honderden bomen te planten in een test om mangrovebossen in Myanmar opnieuw aan te laten groeien. Dit kan bijzonder efficiënt zijn voor moeilijk bereikbare gebieden zoals kusten en bergen.

Omdat sommige teelten, zoals bloemen, vaak binnenshuis plaatsvinden, zijn er ook plantrobots voor kassen zoals de Roboplant.

Speciale vermeldingen

Niet alle velden liggen in mooie vlakke rijen over kilometers. Veel velden liggen op hellingen of hebben complexe configuraties, bijvoorbeeld wijngaarden of gemengde gewassen. Hiervoor is ook een robot. De Slopehelper beweegt zich op rupsbanden als een tank en kan bijna alles doen afhankelijk van de aangehechte uitrusting: spuiten, maaien, wieden, mulchen en zelfs handmatige plukkers assisteren om de vruchten in een boomgaard of wijngaard te bereiken.

Het is waarschijnlijk dat multifunctionele robots de norm zullen worden, waarbij één machine wordt ingezet voor planten, irrigatie, plaagbestrijding, wieden, plukken, enz. Waarschijnlijk door de fusie van enkele van deze startups met een paar technologische leiders of met bestaande agronomische conglomeraten zoals John Deere en Bayer.

Tot slot: misschien ben je geen boer maar een tuinliefhebber die graag een deel van zijn voedsel thuis wil verbouwen. Maar zonder de tijd of fysieke capaciteit om zelf te tuinieren? Of wil je de landbouwrobots in actie zelf zien? Dan kun je kijken naar de open‑source Farm.Bot. Het zal autonoom planten, wieden, water geven en bemesten op een oppervlak tot 3 m × 6 m voor de destijds genoemde prijs van “slechts” 3.995 dollar.

Conclusie

Robots staan nog maar aan het begin in de landbouw. En ze zijn hier om te blijven. Arbeid is nog steeds een belangrijke component van de kosten van voedselproductie. Robots kunnen helpen voedsel betaalbaar te houden en betere landbouwpraktijken te bevorderen. Over een paar decennia zouden we kunnen terugkijken op de huidige landbouwpraktijken als destructief en kortzichtig vergeleken met veel geavanceerdere robo‑landbouwmethoden die biodiversiteit helpen behouden en vervuiling verminderen.

Robots zullen waarschijnlijk na verloop van tijd de meeste tractoren vervangen en de manier waarop landbouw wordt uitgevoerd radicaal veranderen. Dit is zowel een bedreiging als een kans voor gevestigde spelers in de sector. Dus, vanuit een investeringsperspectief, kan het interessant zijn om te kijken naar landbouwbedrijven die robotica omarmen en zich kunnen aanpassen aan een verandering die net zo radicaal is als mechanisatie bijna een eeuw geleden.

Slimme investeerders moeten de landbouwsector in de gaten houden, met name bedrijven die data‑analytics toepassen en profiteren van robotica.