Landbouw revolutioneren: De rol van robotica bij het verhogen van productiviteit en duurzaamheid

De landbouwsector is voortdurend op zoek naar manieren om de efficiëntie te verbeteren, de productie te verhogen en afval te verminderen. Een van de manieren om dit te doen is via robots.

Robotica wordt eigenlijk een integraal onderdeel van de landbouw- en voedselproductieprocessen. Het doel van robotica in de landbouw is om de sector productiviteit en milieuduurzaamheid te verbeteren.

Robotica in de landbouwindustrie 

Traditionele landbouw zonder robotica is tijdrovender en vereist aanzienlijke menselijke middelen voor het afhandelen van de verschillende landbouwprocessen. Bovendien ontbreekt het aan nauwkeurige informatie over het weer, bodemcondities en het gebruik van meststoffen. Aangezien de meeste landbouwactiviteiten momenteel traditioneel worden uitgevoerd, leidt dit vaak tot onrendabele en niet-economische landbouw.

Als gevolg hiervan vervangen geavanceerde AI‑gebaseerde systemen zoals sensortechnologie, IoT, datamanagementtechnologie, intelligente besluitvormingsalgoritmen, robotica, drones en geavanceerde mechanismen het traditionele landbouwsysteem.

Deze systemen maken het landbouwproces moeiteloos, tijdsefficiënt, kosteneffectief, zeer productief en duurzaam.

Deze landbouwrevolutie wordt gedreven door de noodzaak van aanzienlijk hogere productieopbrengsten. Met de VN die de wereldbevolking schatten die zal stijgen van 8 miljard naar 9,7 miljard in 2050, zullen boeren onder grote druk staan om aan deze vraag te voldoen.

Daarom wordt geschat dat de markt voor landbouwrobots zal groeien van $13,5 miljard in 2023 tot meer dan $40 miljard tegen 2028, volgens MarketsandMarkets. Ook domineert Noord‑America momenteel een groot marktaandeel in de landbouwrobotindustrie dankzij de brede adoptie van automatisering in sectoren zoals e‑commerce, voedsel & dranken, automotive en farmaceutica.

Toepassing van robotica in het landbouwlandschap

De markt voor landbouwrobots is een dynamisch landschap vol enorm potentieel. Laten we dus kijken naar het brede scala aan toepassingen die robots hebben binnen de landbouwindustrie.

Beginnend met veel eenvoudigere taken, vervangen driverless tractors en robots geleidelijk driver‑geleide machines voor het zaaien van zaden. Hier werken machine‑vision en bewegingssensoren samen om obstakels te vermijden tijdens het navigeren over het veld. Bijvoorbeeld, autonome tractoren gebruiken GPS‑gebaseerde zelfrijdende technologie met een plan om machine learning te integreren om de tractoren te helpen nieuwe obstakels of dieren op hun pad te identificeren.

Een primair gebruik van robots op boerderijen is te zien bij het plukken en verpakken van fruit en groenten. Door de nauwkeurigheid en snelheid die robots kunnen bereiken om de opbrengst te vergroten en afval te verminderen, is oogsten en plukken een van de meest populaire robottoepassingen.

Zelfs repetitieve taken bij de veeteelt, zoals het melken van koeien, het verspreiden van voer en het monitoren van land voor begrazing, kunnen geautomatiseerd worden. En door trage, repetitieve en saaie taken voor boeren te automatiseren, stellen landbouwrobots boeren in staat zich meer te richten op het verbeteren van de algehele productieopbrengsten.

Daarnaast worden robots ook ingezet voor complexe taken zoals het monitoren van gewassen en het meten van pH‑waarden in de bodem. Robots kunnen ook geprogrammeerd worden om gewasonderhoud uit te voeren door planten te snoeien, onkruid te verwijderen, insecticiden toe te passen en irrigatie te verzorgen.

Om onkruid te bestrijden, gebruiken bedrijven computer‑vision en diverse mechanische hulpmiddelen die robots in staat stellen onkruid uit te trekken in plaats van chemicaliën te gebruiken. Evenzo worden slimme spuiters gekoppeld aan computer‑visioncamera’s om onkruid te identificeren voor gerichte herbicide‑toepassingen.

Innovatie in landbouwrobotica

Innovatie is essentieel in elke sector, en het is nu relevanter in de landbouw dan ooit tevoren, aangezien het omarmen van nieuwe technologieën zoals robotica een sleutelrol zal spelen bij het veranderen van het gezicht van de landbouw. Tenslotte, met de wereldbevolking die in een adembenemend tempo groeit, zijn nieuwe innovaties in de landbouw noodzakelijk geworden.
Hoewel we een lange weg hebben afgelegd sinds de eerste industriële robots in de jaren 1950 werden uitgevonden, is het pas in de afgelopen jaren dat innovatie in robotica‑toepassingen in de landbouw aanzienlijk is gevorderd. Laten we dus een kijkje nemen naar enkele belangrijke innovaties in landbouwrobotica.

Farm Automation

Boerderijautomatisering vermindert menselijke input en fouten door te combineren:

• Landbouwmachines
• Computersystemen
• Elektronica
• Chemische sensoren
• Databeheer 

Door gebruik te maken van geautomatiseerde oogstmachines en autonome tractoren, maken boeren efficiënt gebruik van middelen en produceren ze hogere opbrengsten.
Automatisering is al een belangrijk onderdeel van het landbouwproces, maar naarmate het de komende jaren nog belangrijker wordt, zal het verhoogde automatiseringsniveau boeren in staat stellen zich meer te richten op creatieve, complexe en andere kritieke aspecten van hun bedrijf. Bovendien kunnen de meeste boeren dankzij automatisering nu meer tijd met hun gezin doorbrengen dan voorheen.

GIS in Agriculture

Geografische informatiesystemen (GIS) in de landbouw maken gebruik van technologieën zoals satellieten om de soorten en positie van gewassen, bemestingsniveau, bodemstatus en gerelateerde informatie te begrijpen. Door de gegevens die worden gegenereerd door GIS‑remote‑sensingapparaten en -software te benutten, kunnen boeren weloverwogen beslissingen nemen.
Naast het gebruik van deze technologie om de beste locatie voor gewasplanting op het veld te bepalen en de bodemvoeding te verbeteren, kan GIS‑software ook helpen bij de gezondheid, vruchtbaarheid en voeding van vee door de beweging van dieren te monitoren.

Vertical Farming

Een nieuwe populaire manier van landbouw is verticale landbouw of indoor farming, waarbij planten worden gekweekt in een volledig gereguleerde omgeving. Hier worden alle behoeften van de plant kunstmatig vervuld met water, licht en voedingsstoffen via hydroponische, aquaponische en aeroponische technieken.

Controlled Environment Agriculture (CEA) vermindert het waterverbruik aanzienlijk, beschermt planten tegen ongunstige weersomstandigheden en maximaliseert het gebruik van ruimte voor teelt om betrouwbare en hogere opbrengsten te leveren, terwijl het efficiënt gebruik van middelen en het verlagen van arbeidskosten mogelijk maakt door robots te gebruiken voor oogsten en planten.

Klik hier voor meer informatie over verticale landbouw.

Drones

Onbemande luchtvaartuigen of drones worden steeds nuttiger om gewassen te monitoren. Door gebruik te maken van geavanceerde sensoren kunnen drones de groei van planten volgen, ziektes stress detecteren, de veldtemperatuur monitoren en pesticiden, water of meststoffen op gewenste locaties in het veld spuiten. Deze apparaten kunnen ook worden gebruikt voor beeldvorming en landvruchtbaarheid, evenals voor het monitoren van bodemkwaliteit en ervoor zorgen dat gewassen niet worden beïnvloed door omgevingsfactoren zoals droogte of overstroming.
Ondertussen worden drones in het veeteeltbeheer gebruikt om graslanden te observeren en de bewegingen van dieren over grote terreinen te volgen. Sommige drones zijn uitgerust met thermische beeldcamera’s om zieke dieren met hoge lichaamstemperaturen te detecteren. Op deze manier helpen drones boeren uitgebreide gegevens te verkrijgen om tijdige beslissingen te nemen.

Artificial Pollinators

Bestuiving, een proces dat bevruchting en zaadproductie mogelijk maakt, is essentieel voor het overleven van veel gewassen. Echter, bestuiving staat voor veel uitdagingen, zoals verlies van habitat, gebruik van pesticiden en afnemende bijenpopulaties.

Als gevolg hiervan vindt er steeds meer innovatie plaats, zoals robotinsecten die het gedrag en uiterlijk van natuurlijke bestuivers nabootsen. Hier zijn kleine machines uitgerust met sensoren, camera’s, kunstmatige intelligentie (AI) en micro‑actuatoren die hen in staat stellen zelfstandig te vliegen, te navigeren en bloemen te bestuiven.

Vergeleken met handmatige bestuiving zijn AI‑robotinsecten niet alleen nauwkeuriger, flexibeler, schaalbaarder en kosteneffectiever, maar kunnen ze ook in elke weersomstandigheid en omgeving werken. Deze bestuivers kunnen ook geprogrammeerd worden om specifieke gewassen of planten te targeten, waardoor ongewenste kruisbestuiving of contaminatie wordt vermeden.

Door de druk op natuurlijke bestuivers te verminderen, helpen AI‑robotinsecten ecosystemen en biodiversiteit te herstellen, terwijl ze nieuwe kansen creëren voor onderwijs, onderzoek en innovatie op het gebied van robotica en biotechnologie.

Laser Scarecrows

In het verleden vertrouwden boeren op traditionele vogelverschrikkers om vervelende vogels of knaagdieren die een bedreiging vormen voor groeiende gewassen op een open veld af te weren. Maar tegenwoordig schakelen boeren over op high‑tech apparaten met bewegingssensoren om vogels ervan te weerhouden de gewassen te plunderen.
Een onderzoeker van de University of Rhode Island hielp bij het ontwerpen van een laser‑vogelverschrikker, die groen laserlicht projecteert, waar vogels gevoelig voor zijn. Onzichtbaar voor mensen in zonlicht, kan hij een laserstraal van 600 voet over een veld schieten om vogels af te schrikken. De laser‑vogelverschrikker wordt in een plastic emmer bewaard om hem tegen de elementen te beschermen en is bevestigd aan een verstelbare paal.

Livestock Farming Technology

Opkomende veetechnologieën stellen boeren in staat het beheer van de boerderij te stroomlijnen, de dierenverzorging te verbeteren en de productiviteit te verhogen. Bijvoorbeeld, door robotica, big data en AI in te zetten, automatiseren technologiebedrijven taken zoals zuivelinstallaties om koeien te melken zonder menselijke tussenkomst, voersystemen om dieren te voorzien van voedermengsels die zijn afgestemd op hun specifieke behoeften en in de juiste hoeveelheden, en reinigingssystemen om afval te verwijderen en schonere, ziekte‑vrije omgevingen te creëren.
In de zuivelindustrie ontwikkelen bedrijven sensoren om de realtime melkproductie en -kwaliteit, gezondheid en zwangerschapshormonen te monitoren. Naar verluidt gebruiken 12 % van de melkveebedrijven robots, en dit percentage zal naar verwachting stijgen tot 20 % in de komende vijf jaar. Ondertussen helpen virtuele hekken boerderijen om dieren die een sensor dragen op afstand te verplaatsen.

Companies

Met zoveel innovatie in de landbouwrobotindustrie, laten we nu een kijkje nemen naar enkele van de prominente en belangrijke spelers:

1. FarmWise

Een toonaangevende innovator op het gebied van landbouwtechnologie en robotica, FarmWise heeft $73,9 mln opgehaald in 9 financieringsrondes, volgens CB Insights. Het bedrijf gebruikt een combinatie van AI, computer vision en robotica om zijn producten te bouwen die gericht zijn op het verwijderen van onkruid zonder chemicaliën en op dataverzamelingsoperaties op groenteteelten.
https://www.youtube.com/watch?v=SLMTI95rdjU&pbjreload=102
Onlangs presenteerde het bedrijf zijn nieuwe onkruidverwijderingsinstrument, Vulcan, op de World Ag Expo 2023, dat computer vision en deep‑learning‑modellen gebruikt om onkruid met hoge precisie te verwijderen.

2. Deere & Company

Dit beursgenoteerde bedrijf staat bekend om zijn traditionele landbouwmachines en zet technologieën zoals AI, IoT, robots, machine learning, big data, enz. in om datagedreven beslissingen te nemen. Met een koers van $382,20, zijn de aandelen van John Deere dit jaar tot nu toe (YTD) met 10,86 % gedaald.

DE Prijsgrafiek

Het bedrijf heeft een marktkapitalisatie van 110,07 mrd en betaalt een dividendrendement van 1,41 % met een P/E‑ratio (TTM) van 11,30 en een ROE (TTM) van 47,73 %. Voor het derde kwartaal eindigend op 30 juli 2023 rapporteerde John Deere een nettowinst van $2,978 miljard.

3. Carbon Robotics

De toonaangevende innovator op het gebied van landbouwrobotica, Carbon Robotics, gebruikt AI, computer vision, robotica en lasers om boeren te helpen hun onkruidbestrijdingsproces te stroomlijnen. Het bedrijf biedt een autonome laseronkruidverwijderaar voor commerciële landbouw die deep learning gebruikt om ongewenste planten te identificeren en te verwijderen.
https://www.youtube.com/watch?v=yGiZmC9_pa8
Het bedrijf is ook op weg om LaserWeeder te leveren aan 17 Amerikaanse staten en drie Canadese provincies. In april van dit jaar haalde Carbon Robotics $30 mln op, waardoor de totale opbrengst tot nu toe $67 mln bedraagt, om de productie en internationale uitbreiding te versnellen.

4. Trimble

De aandelen van Trimble (TRMB), een bedrijf dat robotische en autonome technologieën voor landbouwapparatuur ontwikkelt, zijn dit jaar met 16,12 % gedaald en worden verhandeld tegen $42,41 met een P/E‑ratio (TTM) van 31,61 en een ROE (TTM) van 8,16 %. Voor 3Q23 rapporteerde het bedrijf een omzet van $957,3 mln, een stijging van 8,2 % op jaarbasis, en non‑GAAP winst van 68 cent per aandeel.

Aan het einde van het kwartaal had Trimble $216,8 mln aan contanten en kasequivalenten, en de totale schuld bedroeg $3,05 mrd. Terwijl de race onder bedrijven die landbouwapparatuur produceren om de landbouw te automatiseren versnelt, kondigde AGCO Corp (AGCO.N) recentelijk aan dat het een belang van 85 % in Trimble’s agribusiness zou overnemen voor $2 mrd.

5. AgEagle Aerial Systems Inc. 

Dit bedrijf, met naar schatting 150 werknemers, biedt drone‑gebaseerde datasystemen om boeren te helpen hun gewasbeheer te verbeteren. Naast landbouw biedt het bedrijf zijn full‑stack drone‑oplossingen aan in de energie-, bouw- en overheidssectoren.

UAVS Prijsgrafiek

In september lanceerde AgEagle zijn vaste vleugel onbemande luchtvaartsysteem eBee VISION drone. Met een marktkapitalisatie van $15,83 mln, worden de aandelen van AgEagle (UAVS) verhandeld tegen $0,13 met een P/E‑ratio (TTM) van -0,22. In augustus rapporteerde het bedrijf een opvallende daling van de Q2‑omzet tot $3,28 mln na een omzetgroei van 95,62 % vorig jaar.

Voor- en nadelen van landbouwrobotica

Het automatiseren van landbouwsystemen brengt een aantal voordelen met zich mee:

• In tegenstelling tot mensen kunnen robots sneller werken en gedurende langere periodes zonder zich te vervelen of te vermoeid raken, zonder pauzes, productiviteitsverlies of risico op verwondingen.

• Door afval en de kosten van arbeid en bedrijfsvoering te verminderen, biedt landbouwrobotica een kosteneffectieve methode.

• Aangezien robots niet onderhevig zijn aan menselijke fouten, kunnen ze zowel repetitieve taken als complexe taken nauwkeurig en precies uitvoeren gedurende het hele proces.

• Met robots hoef je je geen zorgen te maken over arbeidskrapte voor seizoensgebonden taken of dat gewassen in de grond blijven liggen en niet op tijd voor distributie worden gepallet.

• Dankzij hun geavanceerde waarnemingsvermogen, autonome besluitvormingsvermogen en precieze uitvoeringsvermogen kunnen robots nauwkeurige en efficiënte productiedoelstellingen bereiken, zelfs in complexe, zware en gevaarlijke omgevingen.

Echter, het automatiseren van landbouwsystemen kent ook nadelen:

• De grootste zorg bij robots is dat ze duur zijn. Hoewel de kosten gecompenseerd kunnen worden door verhoogde efficiëntie en opbrengst, blijft het een enorme initiële uitgave, hoewel de kosten zullen dalen naarmate de technologie vordert.

• Robots hebben ook elektriciteit en regelmatig onderhoud nodig om ze operationeel te houden, wat de gebruikskosten verder verhoogt.

• Landbouwrobots vereisen complexe algoritmen om voor elke taak te functioneren, wat betekent dat boeren training nodig hebben voordat ze ze kunnen gebruiken.

Conclusie

Dus, zoals we hebben gezien, hebben robots steeds meer de aandacht getrokken van zowel onderzoek als industrie, wat heeft geleid tot de snelle evolutie van landbouwrobots. Door perceptie, besluitvorming, controle en uitvoeringstechnieken te integreren, zijn ook aanzienlijke verfijningen bereikt.

Dit is logisch tegen de achtergrond van een groeiende bevolking en toenemende tekorten aan land en water, waarbij landbouwrobots een unieke en integrale rol spelen door een slimmere, veiligere en productievere manier van boeren aan te bieden!