Agrofoodsector zet zinnen op generieke robotvaardigheden

Nog altijd zijn taakspecifieke robots eerder regel dan uitzondering in de agrofoodsector. Een consortium van vijf universiteiten en vijftien bedrijven wil de komende jaren werken aan een nieuwe generatie agrofoodrobots die flexibeler inzetbaar zijn.

Pieter Edelman

Met vier miljoen euro onder de arm gaat een consortium van de vier tu’s, de UvA en vijftien bedrijven werken aan robotica voor de agro- en foodsector. Om precies te zijn: aan het plukken van tomaten (alleen de rijpe), het inpakken van kipfilet en het verwerken van zakjes chips. NWO TTW kent in het kader van het Perspectief-programma 2,7 miljoen euro toe aan dit Flexcraft-project, de betrokken bedrijven leggen samen 1,3 miljoen bij.

Dat is een hoop geld voor iets dat op het eerste gezicht eigenlijk niet zo vernieuwend klinkt – weliswaar geavanceerd, maar niet iets dat nog niet wordt gedaan. Maar schijn bedriegt een beetje. ‘Het doel is niet om nog weer een robot te maken voor packaging; we willen vaardigheden ontwikkelen die meer generiek toepasbaar zijn’, legt de Wageningse hoogleraar Farm Technology en projectleider Eldert van Henten uit. ‘We gaan daadwerkelijk een stap zetten ten opzichte van wat er op dit moment is.’

Want vandaag de dag worden robots vaak vanuit de toepassing ontwikkeld, zeker in de agrofoodsector. ‘Ze zijn doorgaans heel specifiek gemaakt voor één applicatie; voor elke robot wordt het wiel opnieuw uitgevonden. Dat is een onnodig kostbaar traject, want op systeemniveau zit er heel veel overlap.’

De drie cases zijn dan ook gekozen omdat ze het brede palet aan variatie vertegenwoordigen  – en toegegeven: ook omdat ze interessant zijn voor de industriële partners. ‘In de agrofoodsector heb je te maken met grote verschillen in vorm, grootte en kleur. Sommige producten zijn ook zacht, zoals kipfilet, of kwetsbaar, zoals koekjes of chips’, somt Van Henten op. ‘De huidige techniek kan niet goed omgaan met die variatie. Als een verpakking verandert, moet vaak het hele systeem worden omgezet.’

Levendig onderwerp

Om generieke capaciteiten te ontwikkelen, zet het project in op vier onderzoekslijnen. Als eerste is er actief waarnemen. ‘Het betekent dat je je manier van waarnemen aanpast aan de informatie die je hebt over het gezochte object en de omgeving. Als mensen bijvoorbeeld op zoek zijn naar een koffiemok die achter hun beeldscherm staat, dan draaien ze op grond van voorkennis als vanzelf hun hoofd om hem beter te zien voordat ze hem pakken’, legt Van Henten uit. ‘In de kas gebeurt dat ook: tuinders kijken of voelen op de juiste plek achter de bladeren omdat ze al ongeveer weten waar ze moeten zijn als ze een vrucht willen plukken. Binnen de robotica is dit een levendig onderwerp, maar in de agrofood wordt dit principe nog nauwelijks toegepast.’

Daarvoor is het wel nodig dat de robot over het juiste wereldbeeld beschikt. Dat is dan ook de tweede onderzoekslijn. ‘De lopende band, het gewas in de kas, hoe een tomaat of een kipfilet eruitziet: dat wil je van tevoren in kaart brengen’, aldus Van Henten. ‘Die informatie kan vervolgens worden gebruikt voor actieve waarneming en voor de aansturing van de robot. We willen onderzoeken hoe je kennis het beste kunt formaliseren, opslaan en oproepen.’

De derde pijler is padplanning, en haakt aan bij de trend om over te stappen van voorgeprogrammeerde robotbewegingen naar het uitstippelen van bewegingen in reactie op waarnemingen. Van Henten denkt daarbij aan een ‘basispalet’ van bewegingen waaruit kan worden geput. ‘Daar hebben we nog wel de nodige onderzoeksvragen. Is zo’n beweging iets dat bijvoorbeeld helemaal losstaat van het fenomeen ‘tomaat’? Dat is iets dat we nog niet weten.’

Het laatste deelonderzoek richt zich op het vastgrijpen van de objecten. Dat moet natuurlijk flexibel en generiek zijn, maar ook goedkoop, robuust en – heel belangrijk voor voedingsmiddelen – goed schoon te krijgen. ‘Daar ligt nog een flinke uitdaging, met name omdat het ook om objecten gaat die zacht of kwetsbaar zijn. Het liefst ben je zo flexibel als de menselijke hand, maar dat is veel te complex om na te maken. We gaan dus werken aan grijpers die specifieke klassen van objecten kunnen pakken’, vertelt Van Henten.

Monoculturen

Volgens de hoogleraar werd het hoog tijd voor dit project. Nederland is wereldwijd de derde grootste leverancier van technologie in de agrofoodsector, maar flexibele robotica is een onderwerp dat een brede reeks disciplines bestrijkt. Voor een enkele partij is het daarom steeds lastiger om alle aspecten te beheersen. ‘Ik ben daarom ook echt ontzettend blij met dit consortium; op deze grote schaal hebben we in 4TU-verband eigenlijk nog niet eerder samengewerkt op het gebied van agrofoodrobotica. Deze samenwerking is helemaal nieuw.’

‘We raken ook echt aan een probleem dat in de praktijk speelt. Het bedrijfsleven zit te springen om meer flexibele technologie. De financiële ondersteuning van de industriële partners is niet niks; dat betekent wel dat er iets aan de hand is en dat ze iets willen’, meent Van Henten.

Zelf ziet hij nog een ander voordeel. ‘We zijn hier bijvoorbeeld bezig met de ontwikkeling van nieuwe akkerbouwsystemen gebaseerd op mengteelten waarbij je verschillende gewassen door elkaar heen plant. Die biodiversiteit brengt een hele grote synergie met zich mee en resulteert onder meer in lager gebruik van plantbeschermingsmiddelen. Maar onze huidige technologie is alleen geschikt voor monoculturen. Met de technologie die binnen Flexcraft wordt ontwikkeld, kun je dergelijke duurzame teeltsystemen vorm gaan geven. Maar dat is een beetje het Wageningse perspectief.’