Tekoäly tulee osaksi ruuantuotantoa nopeasti ja huomaamatta – robotti vie työt kasvihuoneista

Perunan ominaisuudet kuten tärkkelyspitoisuus pystytään selvittämään mukulaan koskematta, mikä on välttämätöntä, kun perunan käsittelyä automatisoidaan, toteaa vanhempi tutkija Rick van de Zedde Wageningenin yliopistosta Hollannista. Kuva: Veikko Niittymaa

Hytitön traktori kulkee pellolla ilman kuljettajaa ja hoitaa peltotyöt. Drone kiertelee pellon yllä, haistelee rikkoja ja lopulta torjuu ne. Viljelyohjelma suunnittelee itse ensi kesän peltotyöt muokkauksesta puintiin, ja käyttää apuna arvioimiaan sadon hintoja.

Utopiaa ehkä, mutta mahdollista jo nyt. Tekoälyä valjastetaan joka paikkaan, myös ruuantuotantoon, ja tahti vain kiihtyy.

Vakolassa on kerätty yli 15 vuotta tarkkaa tietoa siitä, mitä viljapelloilla on kullekin yksittäiselle paikalle tehty ja minkälainen sää on ollut.

Ensi vuonna annetaan tekoälyn käydä tekemiset läpi ja katsoa, päätyykö se samanlaisiin ratkaisuihin kuin agronomit, kertovat tutkijat Juha Backman ja Ari Ronkainen Lukelta.

Tiedon käsittely ei ole ihan pikkujuttu. Tietokoneelle kerätään kaikki tarjolla oleva tieto, joiden perusteella se alkaa hakea ratkaisua esitettyihin tavoitteisiin. Valmista ratkaisua ei anneta, vaan kone hakee sen itse ja oppii samalla.

Esiin saattaa tulla uudenlaisia kytköksiä, joita viljelyn ammattilaiset eivät ole osanneet edes ajatella. Tekoälyllä ei ole ennakkokäsityksiä ja se voi yhdistellä asioita, joilla ei tuntuisi olevan mitään yhteistä.

Ronkaisen mukaan tämä on yksi sovellutus tekoälystä tai keinoälystä. Aihe on erittäin laaja.

Tutkijakaksikko on yhtä mieltä siitä, että erilaiset tekoälyyn pohjautuvat ratkaisut tulevat yleistymään nopeasti, paljon nopeammin kuin luullaan ja vielä niin, ettei muutosta edes huomata.

Asiat vain hoituvat helpommin, tarkemmin ja tehokkaammin kuin ennen ilman, että viljelijä ajattelee sen johtuvan tekoälystä.

Kiinnostus tekoälyyn on suurinta kuluttajatuotteissa ja -palveluissa kuten autoissa, joissa markkinat ja samalla rahoituslähteet ovat isoja. Suomessa maatalouden teknologiaresurssit ovat niukkoja, mutta muualla kehitettyjä ratkaisuja voidaan soveltaa tänne, Ronkainen pohtii.

Tekoälykin voi erehtyä, jos ei olla tarkkana. Backman kertoo muualla tehdystä hankkeesta, jossa yritettiin opettaa tietokoneita erottamaan omat lentokoneet vihollisen koneista.

Käytössä oli kuvia kaikenlaisista koneista. Opetuksessa ohjelma tunnisti koneet, mutta käytännössä mikään ei toiminut.

Syyksi paljastui, että omien koneiden kuvissa oli kirkas taivas ja muissa taas pilvistä. Kun mentiin ulos, tietokone tunnistikin säätä, ei lentokoneita.

Suomalaisissa puutarhayrityksissä tuskin on 10–15 vuoden päästä näin paljon väkeä käytännön töissä, ehkä ei juuri ketään, arvioi johtava tutkija Kari Jokinen Lukelta.

Tekoäly ja siihen liittyvät ratkaisut tulevat mullistamaan etenkin kasvihuonetuotannon, mutta myös muun maataloustuotannon, Jokinen toteaa. Alan kehitys on hurjaa. Viisi vuotta sitten juuri kukaan ei puhunut tekoälystä.

Mikäli alan kehitystrendit rantautuvat Suomeen, meillä on vain muutama suuri, 10–20 hehtaarin kasvihuoneyritys, jotka soveltavat tekoälyä ja automatisoivat koko ketjun kasvatuksesta korjuuseen ja pakkaamiseen. Rinnalla saattaa säilyä pieniä, erikoistuneita ja käsityövaltaisia kasvihuoneyrityksiä.

Salaatin kasvatuksessa ensimmäiset automatisoidut tuotantolinjat ovat jo käytössä. Miten kotimaiset tuottajat menestyvät kilpailussa, kun Venäjälle ja Puolaan rakennetaan kiihtyvällä tahdilla automatisoituja 20 hehtaarin kasvihuoneita?

Jokinen harmittelee sitä, että Suomessa alan tutkimusta on väheksytty rahoituksen jaossa. Hollanti on alan mahtimaita ja samat tutkimusaiheet olivat esillä täälläkin vuosikymmen sitten.

Robotti kerää paprikat ja säätää kasvihuonetta ihmiskättä tarkemmin

Tekoäly ja itsenäisesti toimivat laitteet mullistavat maatalouden ja se tapahtuu aiemmin kuin luullaan, vakuuttavat hollantilaisen Wageningenin yliopiston ja tutkimuskeskuksen tutkijat.

Robotit poimivat jo paprikat kasvihuoneissa ja menossa olevassa kokeessa tekoälyn ohjaama kasvihuone tuottaa paremman sadon kuin ammattimainen puutarhuri.

Yliopisto esitteli menossa olevia tutkimushankkeita syyskuussa Bayerin järjestämässä seminaarissa. Keskeinen aihe oli maatalouden digitalisoituminen ja tekoäly, jotka muuttavat alaa hurjasti lähivuosina.

Maatalousalan huippuyliopistoihin lukeutuvassa Wageningenissa yritetään selvittää sadon kuten omenan, tomaatin, paprikan ja perunan ominaisuuksia koskematta itse tuotteeseen. Testeissä on mukana myös suomalaista kameraosaamista.

Kasveista tutkitaan muotoa, väriä ja myös tuoksua.

Jos ja kun tässä onnistutaan, itsenäisesti toimivat laitteet ovat ison askelen lähempänä todellisuutta.

Vanhempi tutkija Rick van de Zedde esittelee automaattista sadonkorjuukonetta, Sweeperiä, joka kulkee kasvihuoneessa paprikarivien välissä ja poimii kypsät paprikat koriin ja jättää raa’at kasvamaan.

Paprikan kypsyys mitataan hedelmän värin perusteella koskematta itse kasviin. Laite myös muistaa kerran kuvaamiensa paprikoiden paikat.

Van de Zedden mukaan paprikapoimuri on hyvä alku tekoälyn soveltamisessa ruuantuotantoon.

Peltoviljelyssä dronit ja muut automaattisesti kulkevat koneet ovat jo testeissä. Zede arvelee, että esimerkiksi kasvinsuojeluaineet voidaan levittää droneilla nykyistä tarkemmin ja tehokkaammin.

Tekoäly voi huolehtia myös kurpitsan kasvattamisesta ja vielä ammattimaista puutarhuria tarkemmin, paremmin.

Wageningenin yliopisto kutsui keväällä tutkimusryhmiä kehittämään kurpitsan etäviljelyä. Loppusuoralle ylsi viisi tekoälyn ja viljelyn ammattilaisista koostunutta ryhmää, jotka kilpailevat puutarha-alan ammattilaisen kanssa kurpitsan kasvattamisessa.

Jokainen ryhmä sai rakentaa kasvihuoneeseen haluamansa järjestelmät, jotka valvovat, mittaavat ja säätävät kasvihuonetta, annostelevat ravinteita ja vettä ja avaavat ja sulkevat kattoikkunoita, kertoo tohtori Silke Hemming Wageningenin yliopistolta.

Hemmingin mukaan puutarhuri tekee päätökset käsituntumalla, kun tutkimusryhmien pitää hoitaa oma vajaan 50 neliön kasvihuone etänä tietokoneella. Tarkoitus on, että ohjelmaa ei muuteta kasvatuksen aikana.

Kurpitsat istutettiin elokuun alussa, ja 400 gramman painoiseksi kasvaneet kurpitsat poimitaan käsin. Konetta siihen ei ole vielä kehitetty, Hemming sanoo. Kurpitsan nostot langalle tehdään samasta syystä käsin. Muutoin etänä ohjattuihin kasvihuoneisiin ei mennä.

Syyskuun puolivälissä satokausi oli vasta alussa, mutta erot olivat isoja.

Paras tekoälyä soveltava ryhmä oli pystynyt kasvattamaan neljä kiloa kurpitsaa neliöllä, kun perän pitäjäksi jäänyt puutarhuri sai kokoon 1,5 kiloa.

Lokakuun lopulla erot olivat edelleen isoja ja alussa johtanut ryhmä oli edelleen kaukana kärjessä, mutta puutarhuri oli noussut keskiryhmään, Hemming kertoo.

Koe jatkuu marraskuun alkuun ja lopulliset tulokset saadaan joulukuun puolivälissä.