N.B. Het kan zijn dat elementen ontbreken aan deze printversie.
Techniek Wekelijks stuit Karel Knip in de alledaagse werkelijkheid op raadsels en onbegrijpelijke verschijnselen.
Deze week: ploegende boeren met een systeem en willekeurige robotmaaiers.
Zelf boer worden, zou dat niet aardig zijn? Altijd buiten, met niemand wat te maken? Hoog op de tractor genieten van de frisse wind en de natuur en de biodiversiteit? Ondertussen ploegen, zaaien, maaien en wat er nog meer nodig is?
Zou het lastig zijn? Soms, al hij even vastloopt in Proust of Oblomov, kan de stadsbewoner er zomaar over dagdromen: hoe hij ’s ochtends vroeg de bedauwde velden op zou rijden om die eens stevig te ploegen. Linksom, rechtsom, tot alle kluiten gekeerd zijn. En daarna eggen en van alles.
Maar algauw vraagt hij zich af: wat zou eigenlijk beter zijn, linksom of rechtsom en hij weet dat-ie het niet weet. Ja, op internet zijn allerlei verschillende ploegschema’s te vinden, maar er staat niet bij wat de beste zijn. Meestal gaat het in de lengterichting van een perceel heen en weer, maar dat kan op meerdere manieren: direct terug pal naast de laatste baan, of in wijde lussen die steeds ruimte overlaten voor een of twee banen ertussen. Je kunt ook de contouren van het perceel volgen en al ploegend naar het centrum spiraliseren maar dat doet hier bijna niemand. In Azië wel, zegt internet.
Rare perceelvormen
Wat het meest gangbare systeem is vind je eenvoudig op de satellietfoto’s van Google Maps of Google Earth. Het hele land, nee de hele wereld ligt vol ploegpatronen. Ze zijn tot in detail te bestuderen. Zie hoe boeren problemen met rare perceelvormen opvangen, hoe ze om obstakels heen werken. Kijk of ze het elk jaar op dezelfde manier doen.
Voor het maaien van gras geldt min of meer wat voor het ploegen geldt maar de satellieten laten zien dat het minder nauw luistert. De lui die op luidruchtige motormaaiers de gazons rond hun villa kort houden zie je nog vaak naar het centrum spiraliseren. Maar op voetbalvelden gaat het stelselmatig heen en weer, zij het in dwarsrichting. Dat moet, dan kan de grensrechter beter zien wanneer het hands is. Of nee: buitenspel.
Tot voor kort kwamen maar weinigen op het idee om helemaal geen systeem aan te houden in het maaien, dus om het gewoon lukraak te doen. Dan eens hierheen, dan weer daarheen. Toch is dat precies wat de meeste van die moderne elektrische robotgrasmaaiers doen: random maaien.
Juist omdat ze geen systeem aanhouden kan het even duren voor de recreant die vanaf een prettig terras met koffie en koude appeltaart zo’n elektrische schildpad gadeslaat, voordat die doorheeft dat deze volkomen richtingloos rondrijdt. Het is ook nauwelijks te geloven.
Kuilen of greppels
Robotmaaiers verschenen al in de jaren negentig maar zijn pas sinds kort booming business. Ze werden goedkoper en betrouwbaarder en de consument kreeg meer oog voor de voordelen: ze maken weinig lawaai, gebruiken minder energie dan een motormaaier en je hebt er, zolang ze niet in kuilen of greppels rijden of door huisdieren worden aangevallen, geen omkijken naar. Ze zoeken zelf het laadstation op voor het bijvullen van de batterij. Met een vermogen van vaak nog geen 100 watt houden ze het op de lithiumbatterijen makkelijk uren uit.
Belangrijk is dat moderne robotmaaiers geen ‘perimeterdraad’ (begrenzingsdraad) meer nodig hebben om binnen de perken te blijven. Het te onderhouden gazon moest tot voor kort altijd worden afgebakend met een goed geïsoleerde stroomdraad die oppervlakkig werd ingegraven of strak boven op de grond werd vastgepind. Pas daarna werd de robot binnen de omheining losgelaten.
De draad was nodig omdat de robotmaaier in de eenvoudigste opzet geen besef heeft van de vorm en grootte van zijn werkterrein, noch van zijn eigen plaats en oriëntatie daarbinnen. Hij rijdt simpelweg kaarsrecht vooruit tot hij ergens bij de draad komt, verwerkt diens signaal, draait zich om en gaat een willekeurige andere kant op. Bij gunstig invallend zonlicht is zijn chaotisch maaipatroon in het gazon te herkennen. Niet alle patronen zijn trouwens even chaotisch, sommige fabrikanten wisten de randomness met behulp van algoritmen, statistiek en extra geheugen wat te optimaliseren. Dat bepekt het aantal overlappingen en spaart tijd en energie.
Corrigerend ingrijpen
Het gedoe met z’n perimeterdraad stuitte op weerzin en er zijn al veel aanpassingen bedacht die de draad overbodig maken. Het eenvoudigst is de robotmaaier uit te rusten met een grassensor die corrigerend ingrijpt zodra hij het gazon verlaat. Berichten over de werking van deze sensoren zijn niet gunstig.
Een andere oplossing is de robotmaaier met behulp van een kompas en een odometer (een afstandsmeter die wielomwentelingen telt) of desnoods met een gyroscoop en versnellingsmeters (een ‘intertial measurement unit’) wél gevoel voor zijn locatie en oriëntatie en de vorm van het werkterrein te geven. De inzet van ultrageluid en van laserscanners is ook in onderzoek. Fijn AI-achtig in zijn opzet is het gebruik van een grote hoeveelheid foto’s van het werkterrein die een speciaal optisch systeem op en in de robot leert herkennen en interpreteren. Nu al commercieel is het gebruik van satellietnavigatie met de speciale verfijning, in de vorm van een extra kastje op het terrein, dat met rtk wordt aangeduid: real-time kinematic positioning. Zie Wikipedia. De positiebepaling is zo secuur dat gps-rtk-robots inmiddels ook nauw aansluitende parallelle banen kunnen trekken.
Italiaanse onderzoekers vergeleken in het tijdschrift Agronomy (2021) de prestatie van een ‘klassieke’ Husqvarna robotmaaier met perimeterdraad en lukrake rijrichting met die van een Husqvarna die gps-rtk-navigatie gebruikte. Door de geweldige hoeveelheid overlappingen in het random-maaien duurde het scheren van een gazon bij de klassieke maaier 2,5 keer zo lang als bij de gps-maaier. In energieverbruik scheelde het maar 40 procent omdat de gps-voorziening extra vermogen eiste.