Ny teknik ska göra jordbruket mer hållbart och lönsamt

Effektmål med testbädden är hållbar och uthållig livsmedelsproduktion, minskad miljöpåverkan, samt ökad kapacitet till nya innovativa tjänster och produkter. Flera av de Globala Hållbarhetsmålen och Agenda 2030 adresseras genom testbädden, bland annat Ingen Hunger, Bekämpa klimatförändringarna, samt Hållbar industri, innovationer och forskning och Hållbar konsumtion och produktion.

Jordbruket är den tredje största källan till utsläpp av växthusgaser i Sverige efter tung industri och inrikes transporter. Styrning av insatser och genom att elektrifiera och automatisera jordbruksmaskiner kan växthusgasutsläpp minskas kraftigt. I framtiden kan maskinerna dessutom drivas med gårdsproducerad energi Med bättre beslutsstöd genom sensorer och system för databaserade analyser ökar jordbrukets hållbarhet och lönsamhet bland annat att använda vatten och insatsmedel smartare.

Växtodlingssäsongen 2019 börjar RISE odla höstraps, vete, havre och korn i anslutning till Sveriges Lantbruksuniversitet Campus Ultuna. Fokus i testbädden initialt är på tekniken för att samla in digital information om odlingen, hur den ska hanteras, analyseras och till slut användas för beslutsstöd. Jordbruk sker i en omvärld med naturgivna processer och samband som ofta är komplexa. Detta gör det både svårt och viktigt att arbeta med bättre beslutsstöd för lantbrukaren, eftersom potentialen är stor. I testbädden ska stegvis bättre beslutstöd utvecklas.

Exempel på data som samlas in är markens innehåll av näringsämnen och fukt på olika djup, lokalt väder, växtstatus via sensorer på drönare och satelliter, samt driftsdata från alla maskiner och redskap som gör insatser på åkrarna. Utöver den data som genereras direkt på åkern samlas även data in från omkringliggande system som Jordbruksverkets stödsystem, odlings­rekommendationer för respektive gröda och prisinformation från Lantmännen. Allt kopplas till en molntjänst som kan hantera och analysera data för att sedan presentera resultatet av analyserna.

– Syftet med testbädden är att skapa en arena för samarbete kring ny teknik för jordbruket. I testbädden ska vi lägga grunden för att ta fram beslutsstödsystem för jordbruket och testa hur nya autonoma och elektrifierade maskinsystem kan användas i jordbruket. Insamlade kvalitetssäkrade data för växtodlingen användas för att bygga datadrivna beslutsstöd för densamma, säger Jonas Engström, projektledare för testbädden.

– Idag genereras stora mängder information i jordbruket, både av maskiner och odlingssystem, men de övergripande analyserna görs manuellt och är baserade på intuition och erfarenhet. Med hjälp av testbäddens system kommer företag och forskare kunna utveckla ny teknik, nya tillämpningar, systemlösningar eller helt datadrivna innovationer som kan hjälpa jordbruket att bli både mer hållbart och lönsamt, fortsätter Jonas Engström.

Till testbädden knyts kompetens många discipliner både inom och utanför RISE. Forskare från både RISE och SLU inom jordbruk, precisionsodling, Internet of things, autonoma maskiner, elektrifiering, artificiell intelligens samt elektronik och sensorer är kopplade till testbädden.

– Testbädden för digitaliserat jordbruk visar tydligt värdet av att knyta samman olika kompetenser och branschkunnande på det vis som skett inom RISE. Testbädden innebär en möjlighet för både ökad konkurrenskraft för Sverige genom att industriföretag etablerar sig i jordbruksbranschen och utvecklar nya produkter och tjänster som kan bli morgondagens svenska exportframgångar, säger RISE vd Pia Sandvik.

Testbädden för digitaliserat jordbruk har blivit möjlig genom stöd från Vinnova och ett 20-tal samarbetspartners, bland andra SLU, Lantmännen, Dataväxt, LRF, SMHI, Ericsson, Telia, Volvo Penta, Yara, Jordbruksverket.

– Telias insats i testbädden Digitaliserat Jordbruk bygger på vår infrastruktur i botten med uppkoppling i form av Narrow Band IoT samt vår IoT-plattform för insamling av data som genereras. Narrow Band IoT, med sin energisnåla teknik samt oöverträffade yttäckning, är speciellt lämpat för att koppla upp exempelvis batteridrivna sensorer under mark. Med Ericsson som nära partner och den kompetens som övriga aktörer i testbädden, med nära anknytning till jordbrukssektorn, kan bidra med kan vi tillsammans hitta nya vägar för att optimera jordbrukens resultat och effektivisera den enskilde lantbrukarens vardag, säger Björn Hansen Head of IoT, Division X Telia Company.

– Ericsson uppskattar att det kommer finnas omkring 3,5 miljarder uppkopplade IoT-enheter i världens mobilnät 2023 [Ericsson Mobility Report June 2018]. Inom jordbruksindustrin är användandet av sensorer för att effektivisera och förbättra jordbruket en tydlig trend. Med hjälp av uppkopplade sensor och analys av dess data kommer man kunna få bättre skördar och samtidigt positivt bidra till ett mer hållbart jordbruk och samhälle i stort. Till exempel i Malaysia där uppkopplade sensorer använts vid mangrove-planteringar, har det bidragit till ett förbättrat resultat med upp till 50%. Det ska bli spännande att se vilka resultat vi tillsammans kan åstadkomma vid testbädden i Uppsala – så som minskad energiförbrukning, minskad vattenförbrukning, minskade växthusgaser och förbättrade skördar, säger Margareta Borg, Head of Strategy and Sustainability & Corporate Responsibility, Market Area Europe & Latin America på Ericsson.

Fakta om testbädd för digitaliserat jordbruk:
Testbädden består initialt av en åker uppdelad fyra delar varav vardera på en hektar. Varje del har en egen gröda där data om odlingen kommer samlas in. Marken finns på SLU Campus Ultuna och ägs av SLU. I anslutning till åkern finns ytor för test av autonoma maskiner, samt RISE lokaler med kontor, prototypverkstad, förråd och maskinhallar.

• Koordinator och projektledare: RISE
• Partners i testbädden: SLU, Ericsson, Telia, Volvo Penta, SMHI, Jordbruksverket, LRF, Region Uppsala, Uppsala kommun, Lantmännen, Dataväxt, Yara, Bayer, LRF Konsult, Intellolabs, Deep Forestry, Solvi, Ecoloop, Soilscout
• Testbädden ska drivas tills vidare, med det treåriga uppstartsprojektet som Vinnova delfinansierar som start.
• Första odlingssäsongen är 2019, då bästa tillgängliga teknik idag på marknaden kommer att användas. Ambitionerna kommer successivt att ökas vad gäller insamling av data, dataanalys och inte minst autonom styrning och eldrift av maskiner.
• Testbädden som arena för ny teknik kommer att byggas på med projekt som är inriktade på specifika områden. Redan nu är t ex ett projekt som ska bygga upp en öppen bilddatabas på växter för AI och maskininlärning beviljat, samt ett projekt kring utveckling av Head-Up Display för arbetsmaskiner. Andra projekt väntar på utvärdering.

Konkreta delar i testbädden som införs stegvis

• Stegvis utvecklad datahantering som kan hantera och analysera data för att sedan presentera resultatet av analyserna som bas för beslutsunderlag.
• Kommunikationslösningar t ex mobil uppkoppling via 4G, NB-IoT (narrowband Internet of things, teknik för energisnål uppkoppling av sensorer) och på längre sikt 5G, samt andra radiotekniker.
• Sensorer som mäter t ex vattentillgång, nederbörd, temperatur, luft- och bladfuktighet.
• Drönare med olika typer av sensorer som ger mätvärden för diagnos av odlingen.
• Uppkoppling av maskiner som gör insatser på åkrarna, till exempel mätningar av energianvändning och prestanda, styrning och loggning av olika insatser som utsäde, växtskydd och näring.
• Data från t ex Jordbruksverket, SMHI och ekonomisk information från LRF Konsult.
• Nya sätt att presentera data och resultat av analyser, till exempel genom Augmented Reality (AR) för återkoppling till jordbrukaren och maskinoperatörer.
• Stegvis ska autonoma eldrivna maskiner användas som får styrdata via testbäddens datainfrastruktur för att förarfritt utföra åtgärder på fälten.