Jordgubbsodling har varit en av de mest lönsamma produktionsinriktningarna inom jordbruket under detta decennium. I Finland produceras årligen i genomsnitt cirka 15 miljoner kilo jordgubbar på ungefär 4000 hektar. Av produktionen går cirka 80 % till färskvarumarknaden (medelpriset år 2018 ca 6 euro/kg) och 20 % fryses ner till livsmedelsindustrin (medelpriset år 2018 ca 4 euro/kg). Det mervärdesskattefria värdet av jordgubbsproduktionen är under ett genomsnittligt år cirka 84 miljoner euro. Allt som allt håller åtgången på jordgubbar på att öka i Finland, framför allt inom livsmedelsindustrin: utöver den inhemska produktionen importerades cirka 6 miljoner kilo jordgubbar till Finland år 2018. Av dem var runt hälften färska och hälften djupfrysta jordgubbar. Importen av djupfrysta jordgubbar ökade med 24 % år 2018 fastän den inhemska produktionen höll normal nivå.
Varje år uppskattningsvis 15 000 - 20 000 utländska jordgubbsplockare i Finland. För närvarande baserar sig jordgubbsplockningen på stora inbördes skillnader i levnadsstandard och löner mellan olika länder. De flesta plockarna kommer från Ukraina men en del kommer också från andra östeuropeiska länder samt Thailand. Som ett land med hög lönenivå och levnadsstandard lockar Finland till sig plockare från låglöneländer med låg levnadsstandard. Vanligen fungerar jordgubbsodlaren som en möjliggörare genom att han eller hon erbjuder plockaren en chans att tjäna mångdubbelt i förhållande till lönenivån i hemlandet. Å andra sidan finns det negativa fenomen som är förknippade med utländsk billig arbetskraft såsom till exempel de senaste årens beskyllningar om människohandel i samband med plockning av skogsbär.
Användningen av en produktionsinsats som baserar sig på skillnader i levnadsstandard, i det här fallet global lågavlönad arbetskraft, är utöver de etiska aspekterna också förknippad med andra problem och risker. Efter att de baltiska länderna fått högre levnadsstandard har det kommit väldigt få plockare därifrån till de finländska jordgubbsfälten under det här decenniet. Redan bara hotet om brexit orsakade en massflykt av polsk arbetskraft från Storbritannien. Krig eller någon annan politisk konflikt vid fel tidpunkt och på fel plats kan snabbt och överraskande sätta stopp för tillgången till arbetskraft från ett visst land.
Den lågavlönade arbetskraftens globala rörelse är också skadlig för miljön och detta drivs till sin spets när det gäller den asiatiska arbetskraftens flygresor. Det är också en arbetsdryg och besvärlig uppgift för odlarna att rekrytera utländska plockare, och det krävs mycken byråkrati och behärskande av lagparagrafer och bestämmelser. Med en arbetsrobot kunde man bättre förutspå kvaliteten på det arbete som utförs och hur mycket tid arbetet tar i anspråk. Å andra sidan vore det troligen dyrt att investera i en plockningsrobot om en sådan blir verklighet.
Projektet har som mål att ta fram en jordgubbsplockningsmaskin som baserar sig på bildigenkänning och robotik, samt en kostnadskalkyl för tillverkning och användning av maskinen. Vi antar att ett projekt som förfogar över 250 000 euro och pågår i ett och ett halvt år inte lyckas få fram en kommersiell produkt, men vi kan skapa den teoretiska grunden för arbetet och bygga en prototyp. Inom ramen för projektet skapas ett utkast för en fortsatt utveckling av teknologin och kommersialisering. Genomförandet av projektet utvärderas av kommersiella aktörer, odlare och andra sakkunniga samt genom innovationsgruppens interna självvärdering.
Genomförande
Processen för att utveckla en plockningsrobot består av flera arbetsskeden som till viss del kan utföras samtidigt. Testning på åkern och kostnadsberäkning görs ändå först i projektets slutskede:
1) Att studera och analysera utländska jordgubbsplockningsrobotar
Konkurrerande utländska lösningar under utveckling är åtminstone Agrobot (www.agrobot.com) och Harvest Croo (https://harvestcroo.com/). Den metod som vi tar fram borde vara billigare, snabbare och skonsammare än de här.
2) Att känna igen ett bär på plantan och på åkern
På basis av tidigare forskningsrön vet vi att ett plockningsmoget bär lättast går att känna igen på basis av infraröd strålning. Med infraröd strålning identifieras bäret utifrån cellvävnadens temperatur som i sin tur bestäms enligt avdunstningen från ytskiktet. Ett plockningsmoget bär har en karakteristisk avdunstningsnivå som avviker från avdunstningsnivån hos till exempel ett blad, ett omoget bär, ett mögligt bär eller täckplast.
För arbetspaketet förbereder vi oss på att under hela vintersäsongen ha tillgång till jordgubbsplantor som producerar bär. Utgångsmaterialet för dem och den inledande odlingen fås under vintersäsongen från Naturresursinstitutets enhet i Haapastensyrjä och när skördesäsongen närmar sig köps slutodlingen av plantorna av yrkesinstitutet Kainuun Ammattiopistos linje för naturbruk (Kajana) där det är möjligt att ha växthusodling året om i närheten av innovationsgruppens medlemmar. För fotograferingen byggs ett försöksarrangemang där plantorna är i en sluten mörk kammare utan faktorer som stör fotograferingen, exempelvis variationer i ljusmängden. På basis av det inhämtade materialet skapar programmeraren ett program för igenkänning av bär och styrning av roboten.
3) Byggande av roboten och pilottestning
Roboten är ett verktyg som på samma gång både avbildar växtligheten och plockar jordgubbar. Dessutom innehåller roboten en centralenhet med en styrdator. Vår plan är att roboten i första hand ska köras trådlöst med distansstyrning så att teknologin inte störs så mycket av till exempel orenheter på åkern.
Roboten är försedd med två infraröda kameror, varav den ena som är placerad i toppen av verktyget som plockar jordgubbar tar en närbild och den andra som är placerad längre bort tar en översiktsbild. Enligt planen förs bären från robothanden till plocklådan genom ett rör med hjälp av tryckluft, vilket tydligen avviker från de andra plockningsrobotar som är under utveckling. Framtagandet av en metod som baserar sig på tryckluft innefattar både avsevärda möjligheter och risker, eftersom man inte vet om några tidigare användningsobjekt med mjuka produkter i likhet med jordgubbar. I anslutning till roboten finns en uppsamlingsenhet som i det här skedet används manuellt: En människa ansvarar för underhåll och förflyttning av uppsamlingslådorna. Senare, om den andra teknologin faller väl ut, är det enkelt att automatisera det här skedet.
4) Åkertester
Målet är att sommaren 2020 kunna testa teknologin under de förhållanden som råder på åkern. Testningen ska utföras i Sotkamo i 2-3 månaders tid. Fram till dess sker utvecklandet inomhus. Testerna på åkern kan uppskattningsvis påbörjas i medlet av juni i odlingstunnlar med tidiga jordgubbar. Efter det följer huvudskörden av jordgubbar i juli och den fördröjda skörden av sena jordgubbar avslutar säsongen i början av september.
5) Kostnadsberäkning
I projektets slutskede, när vi har bildat oss en bättre uppfattning om såväl tillverkningen som användningen av utrustningen, gör vi upp kalkyler över produktionskostnaderna för tillverkningen av roboten och produktionskostnaderna för maskinplockade jordgubbar. På basis av kalkylerna bedömer vi hur ekonomiskt det är att tillverka och använda roboten.
Vid sidan av proffs inom teknologi och vetenskap jobbar också en grupp odlare inom projektet. Odlarna framför regelbundet sina åsikter och idéer under utvecklingsprocessens gång.
Hur verksamheten går vidare efter att projektet är avslutat
Genomförandet av projektet utvärderas av kommersiella aktörer, odlare och andra sakkunniga samt genom innovationsgruppens interna självvärdering. Målet är att vi inom projektet ska kunna skapa en tillräcklig bas för en kommersiell aktör som kan ta vid och börja producera teknologin. Utvecklandet av en metod ända fram till en prototyp lägger grunden för att kommersialisera processen och skaffa fram finansiering för den.
Vi tror att en plockningsrobot som fungerar på åkern i vilket fall som helst kommer till Finland i något skede. Med tanke på näringen och samhället finns det ett mycket stort behov av den här typens teknologi.
Projektets totala kostnad 250 000,00 €
Kostnadsförslaget för projektet innehåller mervärdesskatt. För projektet ansöks om 100 % i stöd från Europeiska landsbygdsfonden 250 000 €.
Sökande och administratör för projektet är Naturresursinstitutet och ansvarig för projektet är forskare Kalle Hoppula vid Naturresursinstitutet i Kajana. Innovationsgruppen utgörs av Naturresursinstitutet, fyra verksamma jordgubbsodlingsföretag, två proffs inom robotik och ett proffs inom företagsekonomi.
Kontaktperson: Kalle Hoppula, forskare
kalle.hoppula@luke.fi
tfn 029 5326141
Text: Kalle Hoppula
