Landbruksroboten 
Thorvald, skal kunne utføre de fleste arbeidsoppgavene ute på jordene, fra jordbearbeiding til såing, gjødsling og ugressfjerning. 
Den kan arbeide i bratt og ulendt terreng. (Bilde: Steinar Sund)
Prosjektleder, førsteamanuensis Pål Johan From (t.v.) og Lars Grimstad med 2015-versjonen av landbrukets mulige traktorerstatning. (Bilde: Steinar Sund)
På laboratoriene og verkstedene på NMBU utvikles både robot og nødvendig utstyr. (Bilde: Steinar Sund)
Hvert hjul på landbruksroboten Thorvald, utviklet på NMBU, har to motorer, en for fremdrift og en for styring. Her styres den av Lars Grimstad, via en fjernkontroll. (Bilde: Steinar Sund)

Landbruksrobot

Laser svir bort ugresset

En ny robot som kan erstatte traktoren er under utvikling. Den vil få laser som brenner bort ugress uten bruk av sprøytemidler.

Forskere ved Norges miljø- og biovitenskapelige universitet utvikler en landbruksrobot som kan arbeide selvstendig ute på jordene 24 timer i døgnet.

Prototypen som er under utvikling har fått navnet Thorvald. Den kan påmonteres forskjellig type utstyr, som såmaskin, gjødselspreder, ugressfjerner og jordbearbeidingsutstyr og skal på sikt kunne erstatte traktorens arbeidsoppgaver ute på jordene.

Nå arbeider forskerne på Ås med å lage en ugressfjerner som luker ut individuelle ugressplanter ved å svi dem bort én etter én ved hjelp av laser. Denne er ikke helt ferdig, og forskerne vurderer flere mulige løsninger som skal sikre at maskinen kun fjerner ugress og ikke skader kornet.

Da kan bruken av sprøytemidler som må fremstilles for å skade ugress og ikke nyttevekster, bli sterkt redusert.

Prosjektleder er førsteamanuensis Pål Johan From ved Institutt for matematiske realfag og teknologi. Han forteller at det dreier seg om et forskningsprosjekt som en gruppe masterstudenter satte i gang i fjor. Studentene bygde maskinen og fikk den til å fungere. En av studentene var Lars Grimstad som nå er doktorgradsstipendiat og arbeider med roboten på fulltid. I tillegg har de to stipendiater engasjert i prosjektet.

Prosjektet dekkes hovedsakelig av universitetets midler og det er universitetet selv som finansierer stipendiatene.

From forteller at prosjektet har pågått i snart to år, og at det vil fortsette «i uoverskuelig fremtid.» I tillegg til stipendiatene har de totalt brukt rundt 150.000 kroner på å utvikle roboten.

– Vi har også fått 250.000 kroner til å utvikle neste versjon av roboten, forteller han.

Skånsom og miljøvennlig

Grimstad forteller at roboten vil bli utstyrt både med GPS, laser og varmesøkende kamera. Den greier seg godt på egenhånd. Hensikten med prosjektet er å gjøre norsk landbruk billigere, mer effektivt og ikke minst mer miljøvennlig og bærekraftig. Det lille vidunderet veier ikke mer enn 150 kilo og de ulike verktøyene som kan monteres på den er heller ikke spesielt tunge, selv om den fort kan doble vekta med fullt utstyr. Uansett vil den være atskillig mer skånsom mot jorda enn en traktor.

Prosjektlederen forteller at såmaskinen veier omtrent 100 kilo, mens ugressfjerneren veier 50. Alt utstyret som kan påmonteres maskinen er laget for å skåne miljøet så mye som mulig.

NMBU-forskerne har heller ikke tenkt å utstyre roboten med verktøy for pløying.

– Vi tror vi kan unngå mye av den kraftkrevende jordbearbeidingen, sier Grimstad.

Når de ikke kjører rundt på jordene med tunge maskiner, blir heller ikke jorda så sammenpresset at pløying blir nødvendig. I stedet vil de konsentrere seg om å lage effektivt verktøy for å fjerne ugresset på andre måter.

Fleksibel og god trekkraft

Tilgjengeligheten til roboten er bra. Den tar seg lett fram i bakker og kupert terreng. Maskinen drives av en elektromotor på hvert hjul, hver på 600 Watt. Totalt er ytelsen dermed på 2400 Watt. I tillegg har hvert hjul en styringsmotor som gjør at den kan svinge med alle fire hjulene.

– Den er dimensjonert for å trekke verktøy som går på jordene. For å demonstrere trekkraften, prøver Grimstad uten hell å holde den igjen der den sakte rusler bortover veien inne på universitetetsområdet. Krefter er det mer enn nok av, selv om maskinen er ganske liten. Det finnes mange grupper som jobber med landbruksrobotikk. Konseptet til NMBU-forskerne skiller seg fra de fleste andre prosjektene da den utvikles for å gjøre fysisk arbeid i jorda, ikke kun som en sensorplattform som brukes til datainnsamling.

Begrensningen ligger i at den har elektrisk fremdrift og batteriene må byttes av og til. Maskinen drives av to batteripakker som holder til rundt 10 timers drift. Da må de byttes. Med batteribytte er det ikke noe problem for roboten å arbeide 24 timer i døgnet.

– Vi tror den vil fungere bedre om natten enn om dagen, sier From. Om natten kan den blant annet lage egne lysforhold.

Et kjempepotensial

From kan ikke si noe om når roboten blir ferdig.

– Det avhenger av støtte. Vi har i dag tre stipendiater og noen masterstudenter som arbeider med dette, forteller han.

Han tror det er nødvendig å gire opp en del for å komme i mål med prosjektet, men om det skjer, så tror han ikke det trengs så veldig mange år før roboten kan komme i produksjon.

From mener roboten har et kjempepotensial innenfor landbruket og at alt ligger til rette for at de kan fullføre prosjektet på en god måte. På universitetet har de ekspertise både på planter og jord, og nå også på automasjon og robotteknikk. De har med andre ord alle muligheter, og From mener de har den kompetansen de trenger.

Ikke alle verktøyene som skal brukes på den er ferdige, men de har laget en prototyp på en såmaskin. Den har de nylig fått testet ut og forskerne har sådd litt med den. Nå jobber de med å lage ferdig andre prototyper. Prototypene lager de først med 3D-printer for så å frese dem i aluminium.

Industripartnere

From forteller at de ikke leter aktivt etter industrielle partnere.

– Vi blir kontaktet av ulike industrielle aktører, og vi diskuterer mulige løsninger med dem, men vi har ikke hentet inn midler fra industrien ennå. Vi har vel egentlig ikke følt oss klare for det før nå i sommer, når vi virkelig har fått testet ut roboten og fått vist at konseptene våre virker, sier han.

Prosjektet er ikke fullført og han tror det kommer til å fortsette i mange år til. Han utelukker ikke at en industriell partner vil fatte interesse for dette, siden mange allerede har vært i kontakt med dem, men det betyr i så fall bare at prosjektet går inn i en ny fase.

– På samme måte tror vi at en eventuell industrialisering vil skje i faser, der man først vil utvikle roboter for å utføre enklere oppgaver, noe som ikke nødvendigvis ligger langt frem i tid, og så øker vi kompleksiteten og ytelsen etter hvert, legger han til.