Test met wiedrobots in peen

Om uit te vinden hoe effectief wiedrobots onkruiden in een veldgewas kunnen detecteren en bestrijden, voerde Wageningen Universiteit & Research (WUR) een aantal tests uit. Dit deed WUR op verzoek van de Nationale Proeftuin Precisielandbouw op de Boerderij van de Toekomst in Lelystad. Twee fabrikanten met beide een veldrobot in een vroeg prototypestadium gingen op de uitnodiging in om deel te nemen aan de tests. Dat waren het Zweedse Ekobot met hun WEAI autonome wiedrobot project en het Nederlandse Odd.Bot met hun Quirky wiedrobot.

Omdat beide fabrikanten zich richten op de aanpak van onkruiden in verschillende gewassen, zijn de individuele tests gedaan in een specifiek gewas naar hun keuze. Bij Ekobot betreft dat uien op bedden en bij Odd.Bot peen gezaaid op ruggen.

Inventarisatie vooraf

In de test werd gebruikgemaakt van de natuurlijke aanwezigheid en variatie van onkruiden in gemarkeerde perceelgedeeltes. WUR-onderzoeker Kees Meesters telde daarvoor alle aanwezige onkruiden en elke andere (opslag) plant die geen cultuurgewas was. Deze onkruiden varieerden in breedte en hoogte en in locatie. Sommige onkruiden stonden dicht op het cultuurgewas, andere onkruidplanten stonden verder weg.

De Ekobot WEAI probeerde zowel onkruiden tussen de rijen uien als in de uienrijen (tot op 2 cm van de plant) te verwijderen. De Odd.Bot Quirky probeerde alle onkruiden bovenop het horizontale vlak van de peenruggen te verwijderen. Elke test werd twee keer herhaald op drie verschillende perceelgedeeltes. Beide wiedrobots hebben dus elk zes perceelgedeeltes bezocht.

Vervolgens heeft WUR-onderzoeker Kees Meesters de effectiviteit van de onkruidbestrijding bepaald door het aantal verwijderde onkruiden te bepalen. ‘Verwijderd’ wil zeggen dat er geen zichtbare bovengrondse resten van de eerder getelde onkruidplantjes meer aanwezig waren. Er is niet gegraven en er was ook geen beoordeling of controle na verloop van tijd. De rijsnelheden en capaciteiten van beide wiedrobots zijn met opzet niet in de testopzet en -evaluatie meegenomen.

31 tot 81% onkruid wordt verwijderd

De resultaten van de tests zijn uitgedrukt als percentage verwijderde onkruiden ten opzichte van het aantal onkruiden dat voorafgaand aan de tests is geteld. Vanwege de niet-gestandaardiseerde testopzet en omdat beide wiedrobots werkten in verschillende gewassen, zijn de resultaten niet onderling te vergelijken.

Wat opvalt aan de individuele resultaten is dat die sterkt uiteenlopen. Bij de Ekobot WEAI van 30.8% tot 64.5% verwijderde onkruiden (in uien) en bij de Odd.Bot Quirky van 33,3% tot 81,4% verwijderde onkruiden (in peen). De gemiddelde resultaten zijn respectievelijk 47,1% voor Ekobot en 64,2% voor Odd.Bot.

“Statistisch gezien zijn er geen significante verschillen tussen de resultaten van beide robots. Ook beschadigde geen van beide de cultuurplanten en dat is positief. Het viel mij op dat beide robots moeite hadden met het detecteren van een specifieke mij nog onbekende onkruidsoort maar ik kan niet verklaren waarom dat het geval was”, zegt onderzoeker Kees Meesters. De algemene conclusie luidt dat de robots in staat zijn om gemiddeld 55,7% van de aanwezige onkruiden te detecteren en te bestrijden in één werkgang/poging.

Ekobot WEAI

De Ekobot WEAI gebruikt zeven RGB-D camera’s die naast kleur ook diepte kunnen zien om onkruiden mechanisch te bestrijden in uien. De zeven camera’s sturen acht vingers aan die onkruiden met een scheppende beweging moeten verwijderen. De vingers wieden zowel tussen de rijen als in de rijen tot op (momenteel) 2 centimeter van de uien. Hierna controleert een achtste RGB-D camera het werk.

Het elektrisch aangedreven platform kan tot 6 uur werken op twee opgeladen accu’s. Eén Ekobot moet 10 hectare bij kunnen houden. Navigatie gaat op basis van bestaande AB- en werklijnen en het voertuig kan autonoom draaien op de kopakker. De eerste serie omvat vijf robots en voor 2023 staan er twintig gepland. Beschikbaar ‘as a service’ voor € 3.000/ha/jaar en met Thorvald platform te koop vanaf € 90.000.

Ekobot: tevreden, maar betere aanpassing omstandigheden nodig

“Wij zijn over het algemeen erg tevreden over ons resultaat, maar we zijn er tegelijkertijd niet voldoende in geslaagd om ons systeem aan te passen aan de omstandigheden ter plaatse”, laat producent Ekobot weten. “De robot die tijdens de tests gebruikt is, werd daarvoor getest in het zuiden van Nederland op erg zandige bodems. Daarom was onze robot geoptimaliseerd voor die omstandigheden aangaande onkruidsoorten, bodemsoort, rij-afstanden, et cetera. We zien tijdens onze eigen tests dan ook betere resultaten gedurende een heel groeiseizoen. Dit najaar kunnen we daarover meer vertellen. Achteraf gezien hadden we ons systeem beter aan moeten passen aan de omstandigheden in Lelystad.”

Odd.Bot Quirky

Het onderscheidende onderdeel van de Odd.Bot Quirky wiedrobot is de delta-robotarm van koolstofvezel met aan het eind een grijper. Deze grijper laatste kan onkruid terugduwen, met een draaibeweging uit de grond trekken, knippen of scheppen. De verschillende handelingen kan de grijper door elkaar heen uitvoeren afhankelijk van wat de beste oplossingen is voor het betreffende onkruidplantje in de gewasrij tot maximaal 10 cm verwijderd daarvan.

De robotarm van het prototype hangt aan een eenvoudig geconstrueerd karretje op drie wielen dat circa 450 kilo weegt. Het voorwiel wordt elektrisch aangedreven en is tevens het stuurwiel. Het sturen op de wendakker gaat nog met de hand. Marktintroductie tegen een tarief per hectare is gepland voor 2024 en dan moet de veldrobot ook volledig autonoom werken.

Odd.Bot: tevreden ondanks uitdagende omstandigheden

“Wij zijn best tevreden met onze resultaten. Temeer omdat de omstandigheden best uitdagend waren. De peenplantjes waren in een vroeg gewasstadium en daardoor was het moeilijk om het verschil te zien tussen de peenplantjes en bepaalde onkruiden zoals gras”, licht producent Odd.Bot toe. “Onze eigen tests die we in samenwerking met WUR doen, lijken er inderdaad op te wijzen dat onze onkruidverwijdering in meer gebruikelijke omstandigheden nog effectiever is.”