UVC-tekniikka mansikan kasvitautien torjunnassa - loppuraportti

Abstract

Kemiallisten kasvinsuojeluaineiden käyttöä rajoitetaan voimakkaasti samaan aikaan kun härmä aiheuttaa merkittäviä satotappioita mansikan tunneliviljelyssä. Lyhytaaltoinen UVC-säteily sisältää paljon energiaa, ja pieninä annoksina se aiheuttaa DNA-vaurioita monille mikro-organismeille vahingoittamatta itse kasvia. UVC-tekniikka mansikan kasvitautien torjunnassa -hankkeen tavoitteena oli vuosien 2022–2024 aikana kehittää led-tekniikkaa käyttävän, autonomisesti yöaikaan mansikkatunnelissa toimivan UVC-säteilytysrobotin prototyyppi. Tarkoitus oli valmistaa mahdollisimman edullinen ja helppokäyttöinen laite. Robotin avulla voidaan vähentää kasvinsuojeluaineiden käyttöä ja parantaa marjojen laatua. Kasvussa olevien kasvien UVC-säteilytysmenetelmä on Suomessa ja maailmalla vielä kehitysvaiheessa, mutta sen käytön odotetaan yleistyvän lähitulevaisuudessa.

Hankkeessa muodostettiin innovaatioryhmä, johon kuuluivat Luonnonvarakeskus, Kehitysyhtiö SavoGrow Oy, Metsäpellon mansikat Oy ja ELSOR Oy. Prototyyppi suunniteltiin ja valmistettiin Lukessa, led-valaisimen valmisti ELSOR Oy, ja prototyyppiä testattiin kasvukauden 2023 aikana Kehitysyhtiö SavoGrow Oy:n Marjaosaamiskeskuksen mansikkatunnelissa, ja seuraavan kasvukauden aikana Suonenjoella Metsäpellon mansikat Oy:n tunnelissa.

Robotin suunnittelun lähtökohtina olivat käyttöpaikan vaatimukset, kustannukset ja monikäyttöisyys. Koska valmiita säteilytysrobotteja tai robottialustoja ei ollut saatavilla sopivaan hintaan, hankkeessa muokattiin Kontio-senioriajoneuvo robottialustaksi poistamalla tarpeettomat osat sekä tekemällä tarvittavat lisäykset ja muutokset. Rakentamisessa pyrittiin käyttämään yleisesti saatavilla olevia sekä edullisia komponentteja.

Robotissa on sulautettu ohjausjärjestelmä, joka toimii EPEC 6505 -näytössä ja EPEC EC44-ohjainyksikössä. Ohjelmisto on modulaarinen ja muokattavissa erilaisiin robotteihin sopivaksi. Robotin liikkuminen perustuu GNSS paikannukseen sekä Lidar-tasoskanneriin ja näiden tietoja yhdistävään ohjausalgoritmiin. Robottia on mahdollista ohjata manuaalisesti kauko-ohjaimella sekä automaattitoimintoa on mahdollista valvoa etäyhteyden avulla.

Robotin teknistä suoriutumista testattiin kasvukausien 2023 ja 2024 aikana mansikkatunneleissa. Ensimmäisenä testauskesänä siinä havaittiin lukuisia epäkohtia, joita paranneltiin talven aikana. Toisena testauskesänä tekninen toimivuus todettiin riittäväksi proof-of-concept tasolla, vaikka teknisiä puutteita edelleen havaittiin. Robotti kykeni autonomiseen toimintaan yöaikana ilman valvontaa. Poikkeustilanteiden havaitseminen ja niistä toipuminen olivat varsinaisen testijakson suurimmat haasteet. Tuhoja robotti ei kuitenkaan aiheuttanut mansikkakasvustoon tai ympäristöön. Robotin vieminen tuoteprototyyppi-tasolle vaatii seuraavaa kehityshanketta.