ROBOTTEN, DER SKAL GØRE LODRET LANDBRUG RENTABEL

Sig goddag til Watney, den selvkørende robot-gartner. Watney er det teknologiske omdrejningspunkt i den københavnske startup-virksomhed seasony, hvis mål er at gøre Vertical Farming til et konkurrencedygtigt alternativ til konventionelt landbrug og gartneri.

Siden den amerikanske professor i mikrobiologi Dickson D. Despommier i 1999 lancerede ideen om Vertical Farming har konceptet været populært blandt fremtidsforskere, tech-trendsættere og andre med fokus på teknologi til en verden i klimaforandring. Men hidtil har det knebet med at gøre visionen til virkelighed.

Vertical Farming vender landmandens mark på højkant. Det er hi-tech landbrug i store vinduesløse industribygninger tæt på verdens storbyer. Planterne dyrkes i etager, de lever i vand tilsat næringsstoffer i stedet for jord og sollys er erstattet af LED. Vertical Farming betyder total uafhængighed af vejret. Man kan høste mange gange hvert år og madvarerne produceres tæt på forbrugeren.

Dertil kommer, at klodens befolkning frem mod 2050 vil stige fra 7,5 til knap 10 mia. mennesker, hvoraf to tredjedele bor i byområder. Den udvikling betyder, at verdens fødevareproduktion skal stige med 70 procent og her kan Vertical Farming spille en rolle. Det skyldes ikke mindst, at klimabelastningen ved lang transport forsvinder, når fødevarerne produceres inde i fremtidens mega-byer.

 

Rentabiliteten mangler

Foreløbig er Vertical Farming ikke blevet til meget mere end en sympatisk ide. De få konkrete forsøg man har gjort har hurtigt vist sig at lide af én afgørende svaghed: rentabilitet. Det lægger en dæmper på begejstringen, når et salathoved bliver mellem 10 og 20 gange dyrere end et, der er dyrket konventionelt.

Den væsentligste årsag til den manglende rentabilitet er manuel håndtering. Vertical Farming er arbejdskrævende og derfor skal der gennemføres en omfattende automatisering, før det giver mening at løfte konceptet fra små forsøgsanlæg til storskala. Det er her robot-gartner Watney kommer ind i billedet.

Watney udvikles af elektronikingeniør og TechPeople-konsulent Servet Coskun. Han designer den autonome, selvkørende robot med sakselift, så den kan løfte og flytte de 250 x 80 cm store plante-bakker, der har stået i tre etager i det eksperimentelle væksthus i Kastrup, som seasony netop har lukket ned.

 

Arbejdsprocesser analyseret

– I et år har vi kørt vores egen Vertical Farming forsøgsanlæg i samarbejde med restaurant- og kantinevirksomheden Cofoco. Formålet har været at udpege de mest arbejdskrævende dele af processen og derefter forsøge at automatisere dem. Det viste sig hurtigt, at håndtering af bakker skulle stå øverst på listen. Derfor har vi bygget Watney. Den har sakselift- og gaffeltruck-funktionalitet og kan køre frem til en plante-reol og op i den ønskede højde, tage en bakke ud og derefter køre den til et fastlagt bestemmelsessted.

 

– Lignende autonome robotter findes allerede i andre brancher, i lille skala på apoteker og i stor skala f.eks. i industrien og på logistikcentre. Vi har designet Watney, så den er tilpasset kravene i Vertical Farming og jeg forventer, at den er klar til serieproduktion ved udgangen af året eller senest i starten af næste år.

 

– På længere sigt vil vi gerne give Watney en række ekstra funktionaliteter. Det er f.eks. et kamera, der kan tage billeder af planterne for at tjekke deres vækst og eventuelle sygdomme. Den skal den også kunne klippe planterne og vores langsigtede mål er, at Watney skal kunne gøre alt det en gartneriarbejder kan – og mere til.

 

Komponenter fra hylden

Til konstruktionen af Watney bruger Servet Coskun primært off-the-shelf komponenter, en fremgangsmåde han lærte, da han som led i sin uddannelse arbejdede hos robotvirksomheden Mobile Industrial Robots, MiR. Hos MiR, der udvikler autonome køretøjer til industri og logistik, brugte man især i virksomhedens startfase standardkomponenter, men har sidenhen også udviklet egen elektronik i de tilfælde, hvor det giver en mere tilpasset og billigere løsning.

 – Watney skal indfri vores mål om at reducere mængden af manuel håndtering i Vertical Farming med 50 procent, siger Servet Coskun.

 

– Det er et meget ambitiøst mål, men det er der vi skal hen for at gøre Vertical Farming konkurrencedygtig og skalerbar.

 

Watney har brug for hjælp

De 50 procents reduktion kan Watney imidlertid ikke opnå alene. Dertil har den brug for hjælp og analysen af arbejdsprocesserne i seasonys eksperimentelle væksthus har udpeget en række yderligere områder med automatiseringspotentiale.

– Øverst på listen står håndtering af bakkerne. Nummer to er rensning og klargøring af anlægget hver gang der høstes. I Vertical Farming dyrker man planterne hydroponisk. Det er en særlig dyrkningsmetode uden jord. Planterne lever af vand tilsat næringsstoffer, der cirkulerer i et stort, lukket system. Deres rødder ligger i store bakker med rindende vand og når planterne høstes skal hver bakke renses for det tæppe af rødder, der ligger tilbage. Det gør man ved at tilkoble et sekundært system, der skyller bakken med vand tilsat brintoverilte. Når bakken er ren tilkobles den igen det store system, der cirkulerer almindeligt vand med næringsstoffer. Det er den proces vi skal automatisere.

 

Bøvlet sensor-kalibrering

– En anden arbejdskrævende proces er kalibrering af de sensorer, der monitorer det store, lukkede  system, der forsyner planterne med næringsholdigt vand. Ved hydroponisk dyrkning skal vandet have en særlig sammensætning, bl.a. en ph værdi på omkring 6.5, hvilket er lidt lavere end normalt drikkevand. Planterne udskiller basiske stoffer når de vokser og dermed stiger ph værdien. Vi måler denne værdi løbende for at reducere den, så den ligger konstant på de 6.5.

– En ph-sensor er meget følsom og skal kalibreres en gang om måneden. Det er virkelig messy. Man fjerner den fra sin plads i den centrale tank i vandingssystemet. Derefter skyller man den med vand og sænker den ned i tre forskellige kalibrerings-opløsninger. Hver gang skal man vente, til den giver en stabil måling, som så skal registreres i computeren. Til sidst sættes den tilbage i tanken igen.

– Tilsvarende skal den sensor, der måler saltniveauet i vandet, kalibreres i to kalibrerings-opløsninger, mens sensoren, der måler iltniveauet, har én kalibrerings-opløsning. Et stort Vertical Farming anlæg indeholder et stort antal sensorer og derfor er det nødvendigt at udvikle løsninger, der automatiserer håndteringen af dem.

Seasonys portefølje af sensorer kører på low power boards fra Particle og kommunikerer via WiFi.

 

Investorer søges

Seasony leder lige nu efter investorer, der kan tage virksomheden op på næste niveau. Man er på udkig efter store gartnerivirksomheder, energiselskaber eller virksomheder i fødevarebranchen, der ønsker at styrke deres grønne profil gennem at investere i et storskala Vertical Farming anlæg. Anlægget skal både bruges til at producere grønsager og urter og til at udvikle og teste de automatiseringsløsninger, der er nødvendige for at gøre konceptet kommercielt bæredygtigt.

Servet Coskuns robot-gartner er for øvrigt opkaldt efter hovedpersonen i Ridley Scotts film fra 2015 The Martian. Her spiller Matt Damon astronauten og botanikeren Mark Watney, der i år 2035 efterlades på Mars og overlever ved at dyrke grønsager i et improviseret hi-tech drivhus.