Tulevaisuuden viljelijä
komentaa robottijoukkoaan




Maanviljelijä juo kahvia kuistillaan ja tarkkailee, miten automaattinen leikkuupuimuri ajelee pellolla. Näin ehkä elokuussa 2030.

Tietenkin myös traktorit toimivat automaattisesti. "Ajanko traktoria mieluummin ohjaamosta vai pellon laidalta?", kysyy Helsingin yliopiston agroteknologian laitos kotisivullaan. Laitos visioi uuttaa viljelytekniikkaa ja vertaa sitä tietokonepeleihin: "Mitä jos käyttäisinkin PlayStationia useamman traktorin ohjaamiseen samalla kertaa?"

Kompastuu vielä hintaan

Maataloudessa kasvintuotanto automatisoituu täysin. Robotit ja muut automaattiset koneet tekevät viljelytoimet pelloilla. Kysymys on enää vain siitä, milloin kuljettajattomat maatalouskoneet tulevat. Teknisesti täysautomaattinen viljatila olisi jo nyt mahdollinen, mutta tulisi liian kalliiksi. Siksi kehitys etenee pienin askelin.
Eri asia on, katselevatko tulevat maanviljelijät robottejaan ikkunasta - ehkä he sittenkin haluavat ohjata automaattisia renkejään mieluummin pellolla kuin pellon laidalla.

Automaattisen viljatilan komentosilta saattaa olla puimurin tai traktorin ohjaamo. Sieltä viljelijä ohjaa kuljettajattomien robottien joukkoa.


Puimuria ohjaa autopilotti

Viljelyautomaatio on helppo kuvitella, onhan hienostunutta tekniikkaa saatavana jo nyt.

Puimureissa, ja vielä nopeammin traktoreissa, yleistyy automaattiohjaus, joka muistuttaa lentokoneen autopilottia. Viljelijä istuu edelleen ohjaamossa, mutta kone kulkee itsestään haluttua ajolinjaa pitkin.

Reitti määritellään tarkalla satelliittipaikannuksella. Tähän mennessä on ollut käytössä vain yhdysvaltalainen gps-paikannus, mutta rinnalle on tulossa eurooppalainen Galileo. Kun ajolinja on aina oikea, säästyy työaikaa ja polttoainetta. Työkaistojen saumoja ei tarvitse ajaa varmuuden vuoksi toista kertaa.

Automaatio auttaa muutoinkin. Esimerkiksi puimurin syöttöautomatiikka säätää nopeutta niin, että saadaan paras puintiteho. Tiedot viljan määrästä ja kosteudesta pellon eri osissa tallentuvat automaattisesti.


Täsmästä automaattiseen

Nykyaikainen viljanviljely on täsmäviljelyä. Pelto on jaettu vyöhykkeisiin, joita muokataan, lannoitetaan ja  käsitellään muutenkin yksilöllisesti. Tarpeelliset tiedot on tallennettu digitaaliseen karttaan, joka laaditaan ilmakuvausten, maanäytteiden ja erilaisten mittausten avulla.

Toistaiseksi viljelijät muuttavat työkoneiden säätöjä käsin siirryttäessä vyöhykkeeltä toiselle, vaikka traktori tai puimuri muuten kulkisikin automaattisesti.

Asiantuntijoiden mukaan seuraava askel kasvituotannon tehostamisessa on täsmäviljelyn automatisointi. Paraikaa tutkijat rakentavat automaattista yhteyttä paikkatiedon ja työkoneiden välille.


Vika pistää ymmälle

Kuljettajalle jää vielä tekemistä, vaikka työkoneet normaalisti toimisivat automaattisesti. Koneet voivat tukkeutua tai muuten häiriintyä. Vika, jonka maajussi hoitaa helposti pois päiväjärjestyksestä, pistää automaatin täysin ymmälleen. Laitteita, jotka korjaavat vikojaan tai ainakin ilmoittavat niistä, pystytään tekemään - mutta ei pikkurahalla.

Ensimmäiseksi täysautomaatio toteutuu esimerkiksi kynnössä ja äestyksessä eli töissä, joissa ei siirrellä materiaaleja. Viljan ja kemikaalien lastaus- ja purkutyötkin ovat lähitulevaisuudessa automatisoitavissa, mutta tämä on kalliimpaa. Esimerkiksi viljan automaattinen tankkaus kylvökoneisiin voi pian tulla käyttöön.

Jotta automaattinen viljely yleistyisi, on vielä ratkaistava turvallisuusongelmat. Vaikka pelto on periaatteessa suljettua aluetta, pitää varautua satunnaisiin liikkujiin. Joku kaupunkilaisulkoilija voi hyvinkin oikaista pellon poikki. Törmäyksien estoon tarvitaan melkein hullunvarma automatiikka.


Sadot kasvavat taas

Keksiessään 1800-luvulla käsitteen "teollinen vallankumous" brittiläinen taloushistorioitsija Arnold Toynbee (yleishistorioitsija Arnold Joseph Toynbeen setä) unohti maatalouden. Ehdottomasti pitäisi puhua teollis-agraarisesta kumouksesta. Modernit teollisuustuotteet ja palvelut olisivat jääneet haaveeksi ilman traktoreita, keinolannoitteita ja uusia viljalajikkeita. Niiden ansiosta jokainen viljelijä ruokkii itsensä lisäksi kymmeniä kaupunkilaisia.

Esihistorialliset maanviljelijät korjasivat vehnää muutamia satoja kiloja hehtaarilta. Nykyään vehnän hehtaarisato lähentelee neljäätuhatta kiloa Suomessakin, vaikka viljelyolot ovat kaukana optimista.

Meidän vuosisadallamme edessä on maatalouden uusi kumous: uudet viljalajikkeet ja tehokas lannoitus nostavat taas satoja. Vehnän teoreettinen huippusato on tutkijoiden mukaan 20 000 kiloa hehtaarilta.

Suuret sadot pitää tuottaa halvalla, ja tämän ratkaisee automaatio.


Artikkelia varten on haastateltu professori
Arto Visalaa Teknillisen korkeakoulun automaatio-
ja systeemitekniikan laitoksesta.


Kalevi Rantanen on diplomi-insinööri, tietokirjoittaja ja Tiede-lehden vakituinen avustaja.


Suomalaiselle peltorobotille hopeaa

Teknillisen korkeakoulun opiskelijoiden peltorobotti EasyWheels sijoittui toiseksi tämän vuoden Field Robot Event -kilpailussa Wageningenin yliopistossa Hollannissa. Voitto meni Saksaan, Braunschweigin teknisen korkeakoulun
Helios-robotille. Viime vuonna järjestys oli päinvastainen: Helsinki ensimmäisenä, Braunschweig toisena.

Robotit kilpailivat navigoinnissa, edistyneessä navigoinnissa ja rikkaruohojen ruiskutuksessa, jossa "rikkaruohoja" esittivät golfpallot.

Perusnavigoinnissa Helios ja EasyWheels saivat kumpikin 19 pistettä. Edistyneessä navigoinnissa saksalaisrobotti ampaisi edelle ja keräsi 18 pistettä, kun suomalaiset pääsivät yhdeksään. Ruiskutustehtävän EasyWheels puolestaan voitti 15¬7, mutta tämä ei riittänyt kuromaan eroa umpeen.

Kilpailuun osallistui 16 robottia kuudesta maasta. 


Pelto soittaa viljelijälle

 Täsmäviljelyssä kerätään aika ajoin tietoja pellon eri osien tilanteesta. Hyödyllistä olisi saada informaatiota jatkuvasti.

Tohtori Johannes Tiusanen on väitöstutkimuksessaan kokeillut peltoon upotettuja pienoistietokoneita, peltotiedustelijoita. Satakunnan Ulvilassa kaksitoista tulitikkurasian kokoista tiedustelijaa keräsi kymmenen minuutin välein tietoja pellon kosteudesta ja lämpötilasta sekä lähetti tiedot langattomasti viljelijälle.

Pelto voi pian soittaa viljelijälle ja kertoa, että nyt on sopiva hetki ruveta kyntö- tai kylvötöihin.

Johannes Tiusasen mukaan tulevaisuudessa ehkä pystytään mittaamaan myös kemikaalien määrää. Ravinnepäästöjenkin lähteet saadaan silloin tarkasti selville.

Suomalaistutkija havaitsi, että maaseudun monimuotoinen luonto saattaa suojata koiria allergialta. Se antaa tukea biodiversiteettihypoteesille.

Kaupunkilaiskoirilla on enemmän allergioita kuin maaseudulla asuvilla. Vähiten allergioita on koirilla, jotka elävät maalla maalaismaiseen tapaan monilapsisessa, muitakin eläimiä omistavassa perheessä ja saavat ulkoilla vapaasti kotipihalla.

Tällaisia asioita koirista Jenni Lehtimäki sai selville väitöstutkimuksessaan, josta Helsingin Sanomat kertoo jutussaan.

Ihmisistä tosin ei samanlaista yhteyttä löytynyt allergioiden ja asuinpaikan väliltä.

Lehtimäki testasi biodiversiteettihypoteesia. Sen mukaan immuunijärjestelmämme häiriintyy ja allergian tapaiset tulehdusperäiset sairaudet lisääntyvät, kun ympäristön monimuotoisuus hupenee ja me altistumme entistä vähemmille luonnon mikrobeille.

Väitöskirja koostui neljästä tutkimuksesta, joista kaksi käsitteli lapsia ja kaksi lemmikkikoiria.

Kummassakaan lapsitutkimuksessa ei löytynyt merkittävää yhteyttä allergioiden ja ihon mikrobien tai luonnon monimuotoisuuden välillä.

Toisin oli lemmikkien laita. Koiranomistajille suunnatun kyslytutkimusken mukaan sairaimpia olivat kaupunkilaiskoirat, joista noin 17 prosentilla oli allergiaa. Maalla osuus oli viitisen prosenttia.

”Kysely osoittaa ensimmäistä kertaa urbaanin ympäristön ja muun nisäkkään kuin ihmisen allergian välisen yhteyden”, Lehtimäki kertoo.

Vielä selvemmän näytön tarjoaa neljäs tutkimus, johon osallistui yhteensä 170 labradorinnoutajaa ja suomenlapinkoiraa.

Se paljasti, että eniten allergioista kärsivät kaupungissa esimerkiksi kerrostalossa asuvat koirat, joilla on ”urbaani elämäntyyli”. Niiden hoidosta vastaa yksi ihminen, joka harrastaa monenlaista ja lenkkeilee paljon koiran kanssa.

Harvinaisimpia allergiat ovat maalaiseen tapaan maalla elävillä koirilla. Niiden iholla on viljalti ympäristöstä peräisin olevia bakteereja.

Lehtimäki ihmettelee, miksi ympäristön ja allergian yhteys tuli ilmi koirilla muttei lapsilla.

”Allergia on monimutkainen sairaus ja ihmiselämä on monimutkaista, mikä saattaa piilottaa ympäristön vaikutuksen”, hän miettii.

Täysin piiloon ihminen ei kuitenkaan jäänyt. Kyselytutkimuksessa paljastui, että jos allergia vaivaa koiraa, omistajakin on todennäköisesti allergikko. Tämä johtuu epäilemättä jostain yhteisestä tekijästä koiran ja omistajan elämäntavoissa tai ympäristössä.

”Maaseutumaisessa ympäristössä koiran ja ihmisen elimistö altistuu mikrobeille, jotka jollakin tavalla tukevat immuunijärjestelmän toimintaa”, Lehtimäki toteaa.

Kysely

Uskotko biodiversiteettihypoteesiin?

Tutustu sisältöön ja lue uusi lehti digilehdet.fi:ssä.

 

Tieteessä 2/2018 

 

PÄÄKIRJOITUS

Kun viha vie

Vihapuhuja ratsastaa alkukantaisella reaktiolla.

 

PÄÄUUTISET

Unissa puhutaan rumia

Myöntisen päiväminän takaa kurkkii
kielteinen yöminä – hyvästä syystä.

Alienkivi on yksi miljoonista

Tähtienvälisiä asteroideja syöksyy
aurinkokunnan läpi jatkuvasti.

Nykyihminen seikkaili
ulos Afrikasta useita kertoja

Yhden ulostulon malli ei enää mitenkään
istu Aasian löytöihin.

Korallit kalpenevat kiihtyvää tahtia

Lämpenevät vedet riistävät
polyypilta elintärkeän kumppanin.

 

ARTIKKELIT

Migreeni vyöryy aivorungosta

Kun sähköt sekoavat hermokeskuksessa,
kipuviestit kiihdyttävät aivot hälytystilaan.

Esinisäkkäät
Maailman valtiaat ennen dinosauruksia

Kehitys kohti meitä käynnistyi jo silloin,
kun maapallon mantereet olivat vielä yhtä.

Siittiöt hukassa

Enää hälytyskellot eivät kilise van kumisevat.
Miesten siittiömäärät ovat romahtaneet.

James Bond
Harmaa agentti hurmasi maailman

Vastoin odotuksia huomaamaton vakooja sai
valtavan huomion. Kohu teki fiktiosta faktaa.

Liikenne jättää tiet

Visio on villi muttei utopiaa. Jokainen sopiva
maapala tarvitaan luonnolle ja ruoalle.

Ennen paras mies oli poikamies

Naiset ja seksi eivät ole aina olleet miehen mitta.
Elämän tärkeät asiat löytyivät pitkään toisaalta.

 

TIEDE VASTAA

Voiko pissa jäätyä kaarelle?

Haudataanko vainajat ilmansuuntien mukaan?

Mikä on puujalkavitsi?

Miksi kuusi kestää lumen painon?

Miten norppa löytää takaisin avannolle?

Voiko avaruusaseman palauttaa Maahan?

 

KIRJAT

Oma dna kantaa suvun historiaa

Marja Pirttivaara teki suomalaisille sukututkijoille uudenlaisen kätevän oppaan.

 

KUVA-ARVOITUS

Klassikkopalsta

kutsuu lukijoita tulkitsemaan kuvia lehden Facebook-sivustolle: facebook.com/tiede.fi

 

OMAT SANAT

Valoa kohti

Entisinä aikoina kantasana tarjosi myös lämpöä.

 

Jos olet Sanoman jonkin aikakauslehden tilaaja, voit lukea uusimman numeron jutut Sanoman Digilehdet-palvelussa.

Ellet vielä ole ottanut tilaukseesi kuuluvaa digiominaisuutta käyttöön, tee se osoitteessa https://oma.sanoma.fi/aktivoi/digilehdet. Aktivoinnin jälkeen pääset kirjautumaan suoraan digilehdet.fi-palveluun.