Peltorobotikkaa ja arvokasta dataa

Mitä yhteistä on lypsyroboteilla, sikaloiden ja broileritilojen olosuhteiden valvonta- ja hallintalaitteistoilla ja traktorin automaattiohjauksella? Ne kertovat maatalouden digitalisaation etenemisestä. Mutta mihin kehitys kulkee? Löytyykö jokaiselta maatilalta pian itse ajava traktori?

Timo Oksanen on tehnyt parikymmentä vuotta tutkimusta maatalouden järjestelmiin liittyen ja toimii nyt Münchenin teknillisen yliopiston vakinaisena maatalouskoneautomaation professorina. Oksasen Teams-taustakuvana näkyy vastaniitetty nurmi. Maanviljelijöiden poikana hän on viihtynyt pikkupojasta lähtien traktorin hytissä ja kertoo, että nykyisen työn etuihin kuuluu myös päästä koeajamaan eri konevalmistajien tuoreita traktoreita.

– Testaan kyllä aina tilaisuuden tullen. Käyttöohjeen lukemiseen meni kylläkin viimeksi ainakin viisi tuntia ja sen jälkeen olin neljä tuntia pellolla, Oksanen naurahtaa.

Maatalouskoneiden suunnittelun tutkijana ja opettajana Oksanen on saanut näköalapaikan etenkin mobiilirobotiikan kehitykseen. Avoimessa tilassa liikkuvia robotteja on tutkittu viime vuosikymmeninä paljon.

– Mobiilirobotiikan selvästi isoin sovellusalue on autonominen tieliikenne, eli itseajavat autot. Tutkimuspanokset siihen ovat monikymmenkertaiset verrattuna peltorobotiikkaan. Autopuolen tutkimuksesta on kuitenkin saatu paljon sovelluksia autonomisten traktorien teknologiaan ja nykytraktorien automatiikkaan.

PULLONKAULOJEN POISTOA

Autonomiset traktorit ovatkin yksi Oksasen tutkimuksen tärkeä teema. Traktorin erilaisia teknologisia osajärjestelmiä tutkimalla kehitetään tarkempaa tekniikkaa muun muassa navigaatiopaikannukseen, täsmäviljelyyn liittyvään annosteluun ja muuttuvan ympäristön havainnointiin. Muuttuva ympäristö ja vaihtelevat sääolosuhteet ovat suuri haaste peltoviljelyn koneautomaatiossa. Kotieläintaloudessa toimitaan yleensä suljetussa ympäristössä, mikä on mahdollistanut esimerkiksi pitkälle automatisoidun olosuhdehallinnan.

Vaikka Oksanen tutkimusryhmineen pyrkii tutkimuksellaan poistamaan maatalouskoneautomaation teknisiä pullonkauloja, se ei kuitenkaan yksin riitä tuomaan uutta tekniikkaa kaupan hyllyille. Kaupalliset toimijat kun kehittävät laitteita ja järjestelmiä ymmärrettävästi sen mukaan, mikä on liiketoiminnallisesti järkevää ja mihin löytyy riittävän laaja asiakaspohja.

– Esimerkiksi Saksassa on suurilla maatiloilla käytössä autonomisia traktoreita, jotka osaavat kylvää ja harata sokerijuurikkaan. Sen rikkakasvien torjunta on työlästä ihmisvoimin, mutta parantaa selvästi sadon laatua. Robotiikalla korvataan siis työvoimaa ja parannetaan laatua. Mutta esimerkiksi meillä rehuohran viljelyssä ovat eri asiat tärkeitä. Löytyykö siellä laadunparantamisesta riittävästi motivaatiota autonomisen traktorisovelluksen kehittämiseen, Oksanen kysyy.

Tämän hetken realiteettien valossa vastaus on selvä.

– Suomessa autonomisia traktoreita on vasta tutkimuskäytössä, mutta on selvää, että meillä ne voivat olla liiketoiminnallisesti perusteltuja lähinnä urakoitsijoilla ja erikoiskasviviljelyssä, Oksanen toteaa.

Pieni käyttäjäkunta ja maakohtaiset maatalouden säädökset ja vaatimukset ovat hankala yhtälö myös IT-sovellusten kehityksen näkökulmasta.

– Koska mitään yleiseurooppalaista ohjelmistoa ei voida tehdä, eivät isot, globaalit IT-toimijat ole kiinnostuneita yhden maan viljelijöiltä tai tuottajilta saatavasta marginaalisesta liikevaihdosta, Oksanen kertoo.

Kehittäminen jää siis pienemmille toimijoille, jotka hyödyntävät laitteissa ja järjestelmissä erilaisia olemassa olevia standardeja. Pyrkimyksenä pitäisi Oksasen mukaan olla yksi maailmanlaajuinen standardi laitetyyppiä tai tiedonsiirtotarvetta kohti.

ARVOKASTA DATAA - KENELLE?

Oksasen määritelmän mukaan maatalouden digitalisaatio on pohjimmiltaan lisätiedon hankintaa, jolla voidaan optimoida joko elinkeinoteollisuuden tuotteen tuotantoprosessi tai maatilan tuotantoprosessi. Datan keräyksen ja hyödyntämisen yhteydessä Oksanen alleviivaa sen tärkeyttä, että oikeasti mietitään, onko data arvokasta, kenelle ja miten sitä pystytään hyödyntämään esimerkiksi kotieläintalouden optimoinnissa.

– Tärkeää on löytää win-win-ratkaisuja tiedonvaihdossa ja järjestelmien kehityskustannuksissa. Jos lihantuottajan keräämä data ruokinnasta ja laatutekijöistä hyödyttää sekä tuottajan omaa prosessia että elintarvikeketjun tuotannonohjausta, saavutetaan tasa-arvoinen tilanne, jossa molemmat osapuolet hyötyvät. Jos taas päädytään epätasa-arvoiseen tilanteeseen, herää kysymys, pitäisikö hyötyvän osapuolen maksaa tiedosta lisäkorvausta, Oksanen pohtii.

Ihanteellisessa tapauksessa samaa tietoa, joka hyödyttää molempia osapuolia, pystytään hyödyntämään myös myytäessä elintarviketta kuluttajalle päin. Onnistunut esimerkki tästä on lihan jäljitettävyys. Lisäksi arvokkaan tiedon tulisi liikkua osapuolten välillä molempiin suuntiin. Ei vain tuottajalta teurastamolle vaan myös päinvastoin, jotta tuottaja saa digitaalisia apuja siihen, miten seuraava erä voi onnistua paremmin.

APUJA TIETOTULVAAN

Tietomäärän lisääntyminen näkyy monen tilan arjessa myös ajankäytöllisenä haasteena. Tämän ratkaisemiseksi Oksanen esittää tilan järjestelmiin kolmea kehitysmahdollisuutta:

– Ensinnäkin, jos tilalla on IT-järjestelmiä, joihin pitää käsin syöttää tietoja, automatisoidaan tietojen syöttö suoraan järjestelmästä tai hankitaan työkone, jonka kirjanpito on automaattista. Tämä edellyttää kuitenkin, että järjestelmät noudattavat yhteisiä standardeja tai että niiden rajapintoja parannetaan, jotta ne saadaan keskustelemaan keskenään.

Oksanen myöntää, että eri laitteiden yhteensovittamisessa järjestelmätasolla aina joutuu vähän ”kamppailemaan”.

– Toiseksi, jos tilan nykyjärjestelmissä pitää käydä itse katselemassa raportteja ja vetää johtopäätöksiä niiden perusteella, tilannetta voitaisiin parantaa automaattisella analytiikalla ja johtopäätöksillä, esimerkiksi tekoälyä hyödyntämällä, Oksanen jatkaa.

– Kolmanneksi, automaattiseen analytiikkaan voidaan yhdistää kännykkäsovelluksia, joiden kautta tietoa on helpompi ja kätevämpi hallita nopeasti kuin verkkoselaimen kautta. Silloin työkalu kulkee taskussa mukana. Sovelluksen kehittäminen toki vaatii laajaa käyttäjäpohjaa tai rahaa.

Täysin mutkatonta ei digitalisaation eteneminen siis ole jatkossakaan. Ajat kuitenkin muuttuvat, kuten myös taloudelliset yhtälöt. Hyvä esimerkki tästä on täsmäviljely.

–Tarvittava teknologia on ollut olemassa lähes 30 vuotta, mutta hyvin vähäisessä käytössä. Nyt kun tuotantopanosten arvo on noussut, kiinnostus näkyy myös maatalouskonekaupan puolella.

Yksi asia kehityksessä on Oksasen mielestä täysin selvää.

– Vain silloin, kun maataloustuotanto itsessään on kannattavaa, teknologiainvestoinnit voivat siirtyä seuraavalle tasolle.

STANDARDIN TARPEESSA?

Monilla tiloilla on herätty tuttuun ongelmaan. Eri valmistajien laitteet ja järjestelmät noudattavat eri protokollia, eikä niiden yhteensovittaminen ole ongelmatonta. Tarvitaan ohjelmien räätälöintiä, väliohjelmia tai tiedonsiirtoa monien eri välivaiheiden kautta. Maataloudessa kaivattaisiinkin lisää peltokonepuolella aikaansaadun ISOBUS-standardin kaltaisia menestystarinoita.

Tässä lyhyesti tekijöitä traktorien ja niihin liitettävien työkoneiden välisen tiedonsiirron onnistuneesta standardoinnista.

1980-luvulla tulivat ensimmäiset elektroniset järjestelmät traktoreihin. Huomattiin, että järjestelmät eivät keskustele, koska Euroopassa tiloilla on monen eri merkin traktoreita ja työkoneita.

Yksikään työkonevalmistaja ei ollut Euroopan markkinoilla määräävässä asemassa.

Valmistajat ymmärsivät itse, että ainoa keino saada koneita kaupaksi on yhteinen standardi. Ei painostusta miltään taholta.

Työ ISO 11783-standardisarjaan luomiseksi alkoi 1991.

Standardin eri osien ensimmäiset painokset julkaistiin 1998, 2001, 2002 ja 2004.

Tuloksena standardi, joka on maailmanlaajuisessa käytössä. (ISOBUS-tietokannasta näkyvät sertifioidut valmistajat ja tuotteet.)

→ Kaikki voittavat.

KUKA?

Timo Oksanen, Maatalouskoneautomaation professori, Münchenin teknillinen yliopisto

Työ: Tutkii ja opettaa maatalouskoneiden suunnittelua mekatronisesta näkökulmasta

Koulutus: Automaatiotekniikan, säätötekniikan ja robotiikan diplomi-insinööri; tekniikan tohtori (TKK); dosentti

Saavutus: Ollut aktiivisesti kehittämässä traktoreiden ja työkoneiden välisen tiedonsiirron maailmanlaajuista ISOBUS-standardisointia
(ISO 11783).

Kirjoittaja

Laura Lindén, Kind Company

Lue myös muut atria tuottajat 3/2022 -lehden jutut täältä