Grensverleggende rooier oogst suikerbieten

Grimme maakt al honderdvijftig jaar machines voor de landbouw, vooral voor de aardappeloogst. Sinds tien jaar richt het Duitse bedrijf zich ook op de productie van machines voor het oogsten van suikerbieten. Aan het hoofd van de afdeling Bietentechnologie staat Michael Wischmeyer. Binnen het Agrobot-project (zie kader) legt zijn team zich toe op de ontwikkeling van een autonoom en intelligent oogstsysteem dat niet alleen kostenefficiënt rooit, maar ook de kwaliteit van de suikerbiet verhoogt. Hierbij wordt de grond bovendien minimaal belast.

‘Innovatie staat bij ons hoog op de prioriteitenlijst’, zegt Wischmeyer. ‘Het gaat ons niet zozeer om de ontwikkeling van de goedkoopste machines, maar om de meest efficiënte. Met een innovatieve benadering heb je dan al meteen een voorsprong. Een project als Agrobot is interessant, want met meerdere partners samenwerken en kennis delen blijkt erg efficiënt.’ Binnen het Agrobot-project werkt Grimme nauw samen met de Hochschule Osnabrück, de Rijksuniversiteit Groningen en het DFKI, het Duitse onderzoekscentrum voor kunstmatige intelligentie.

Grimme streeft ernaar processen en machines te minimaliseren tot hun kern. ‘Het doel is de robot in de toepassing te krijgen en niet de toepassing in de robot’, legt Wischmeyer uit. ‘Bij bestaande machines willen we intelligente sensortechniek inbouwen. Zo kunnen we de zware, mechanische techniek achter ons laten. De robot- en sensortechnologieën zijn niet alleen lichter, maar werken ook nog eens preciezer. Ze lokaliseren bijvoorbeeld de biet, kiezen de juiste stuurrichting voor het voertuig, verwijderen het blad en bepalen de hoeveelheid aarde die nog aan de biet kleeft. Aan de hand daarvan wordt vastgesteld hoe intensief de reiniging moet zijn. Allemaal factoren die voor een mens moeilijk te beoordelen zijn en waar intelligente sensoren een belangrijke meerwaarde kunnen bieden.’

Duurzaam

Partner DFKI heeft veel knowhow op het gebied van routes en navigatie. ’s Werelds grootste onderzoekscentrum op het gebied van kunstmatige intelligentie heeft vestigingen in Kaiserslautern, Saarbrücken, Berlijn, Bremen en Osnabrück. Dat laatste centrum is gespecialiseerd in de ontwikkeling van besturingssoftware voor landbouwmachines. Hoe kan een robot het meest efficiënt over een akker gaan en geen plekken overslaan of juist dubbel rijden? En hoe maakt een robot zo min mogelijk ritten zonder vracht? Astrid Ullrich, junior researcher bij DFKI, ontwikkelt samen met haar collega’s algoritmes voor de rijplanning en navigatie van autonoom werkende suikerbietenrooiers. Ullrich: ‘Er komt heel wat bij kijken om een machine zelfstandig een akker te laten bewerken. Het oogstproces is enorm complex en de autonoom werkende robot moet precies weten waar de akkergrenzen en bietenrijen zich bevinden, zonder tijdens het oogsten delen van de bodem een tweede keer te berijden.’

Grimme zorgt voor specialistische kennis van de belangrijke of kwetsbare processen van de oogst. ‘Eerst wordt de route op de computer uitgedacht, voorbereid en getest. Daarna wordt de software geoptimaliseerd voor de betreffende robot en de optimale route berekend. Dit wordt getoetst en uiteindelijk naar de machine doorgestuurd. Vervolgens plannen we proefritten op het land’, vertelt Wischmeyer.

 advertorial 

Test less, verify Moore

At the Bits&Chips Event 2023 on 12 October 2023, Phillipa Hopcroft from Cocotec and Ivo ter Horst from ASML will kick off with a keynote speech on transforming how lithography machine software is built. Make sure to keep an eye on the website for program updates and save the date!

Ullrich vult aan: ‘Wij ontwerpen de software vanuit het oogpunt van maximale bodembescherming. De robots weten waar ze rijden en gebruiken deze gegevens tijdens hun volgende rit. Daardoor wordt de bodem minder belast, wat mogelijk tot een betere bodemgesteldheid en meer winst leidt. De akkerbodem wordt gespaard en het brandstofverbruik wordt gereduceerd. De oogst wordt beter beschermd en de arbeidscapaciteit kan worden vergroot, doordat de machines vierentwintig uur per dag en langer in het seizoen kunnen worden ingezet.’

Wischmeyer: ‘Duurzaam oogsten doe je door zo min mogelijk schade toe te brengen aan de grond. Maar ook het verhogen van de kwaliteit van de geoogste bieten is duurzaam. De bieten moeten met zo min mogelijk beschadigingen uit de grond komen en met zo weinig mogelijk aarde in de suikerfabriek belanden. In dat stadium kost het reinigen van de biet minder energie. Uiteindelijk leidt dit tot een betere opbrengst per hectare land. Dat is goed voor de suikerfabriek, de boer, de werkgelegenheid en het milieu.’

Veiligheid

Zonder intensieve samenwerking zou geen van de partijen zover zijn gekomen, vertelt Wischmeyer. Projectleiders uit Nederland en Duitsland komen regelmatig samen om kennis te delen. Ook spreken de onderzoekers met de boeren zelf, want hun praktische ervaring is essentieel voor het vroegtijdig herkennen van problemen. Dit vormt de basis voor nieuwe ideeën en de uitwerking daarvan.

Wischmeyer vindt dat ook het samenwerken en het regelmatig bij elkaar komen met de partners van de andere deelprojecten van Smartbot absoluut noodzakelijk is. ‘Door kennis te delen en van elkaars ervaringen, obstakels en oplossingen te leren, komen we verder.’

Het Agrobot-project loopt tot eind 2014. Wischmeyer verwacht op dat moment zover te zijn dat een demonstratiemodel autonoom over de akker kan rijden. Serieproductie voorziet hij pas over een jaar of vijf tot tien. Een belangrijke hindernis die nog moet worden genomen, is veiligheid. Bij autonoom rijdende machines moet de veiligheid gewaarborgd zijn. Wat gebeurt er als er plotseling iemand voor de machine langs loopt? Hoe blijft de robot op de akker?

Wischmeyer is duidelijk: ‘Het veiligheidsaspect is geen onderdeel van dit project, maar moet zeker in een volgend stadium worden behandeld. Op dit moment is de doelstelling om een autonome suikerbietenoogst op het veld te hebben. De boer is daarbij operator en zit aan de rand van het land of achter zijn bureau en houdt het proces in de gaten. Transportwagens brengen de bieten naar de kant, waar de mobiele suikerfabriek staat om ter plekke de suiker te produceren. Ook dat scheelt weer transportkosten. Het zou daarnaast fantastisch zijn als we straks niet alleen een autonoom rijdende machine op de akker hebben, maar ook nog een systeem dat meerdere robots met elkaar laat communiceren.’

Dit artikel is een combinatie van twee verhalen uit de Smartbot-brochure ‘Agrobot – grensverleggende innovaties voor de agrarische sector’. Freelancers Larissa Backx en Karin Kleijnen schreven die teksten in opdracht van onderzoeksinstituut Incas3 uit Assen.