Visiontechnologie brengt oogstrobot dichterbij

Tomaten plukken en paprika's snijden simpel werk? Vergeet het. Elke oogstmedewerker op een tuinbouwbedrijf scant de ruimte om zich heen, identificeert vruchten op grootte, kleur, vorm en rijpheid en brengt vervolgens zijn of haar handen naar de juiste positie om de groente vrijwel op de millimeter nauwkeurig af te snijden, te knippen of te plukken. En dat allemaal binnen enkele seconden. Een knappe prestatie die een robot niet zomaar imiteert.

Robotisering van oogstwerk stuitte tot voor kort steeds op het knelpunt traagheid. Het detecteren van een oogstbare vrucht of bloem duurt te lang.

Software

Delft Robotics heeft met behulp van 3D-visiontechnologie 'artificial intelligence' software ontwikkeld om een robot sneller en robuuster aan te sturen. Het bedrijf - een spin-off van de Technische Universiteit Delft - is afgelopen jaar uitgegroeid van ontwikkelaar van robotsystemen naar specialist in het aansturen van robots met 3D-vision. Voor deze techniek won de start-up in 2016 de Amazon Picking Challenge.

'Door onze technologie kan een robot supersnel een object herkennen en identificeren, een kwaliteitscontrole doen en vervolgens bepalen waar deze geplukt of gesneden moet worden. Dat laatste is het allerbelangrijkste', vertelt Herbert ten Have, CEO van Delft Robotics.

Fractie van seconde

De techniek maakt het mogelijk dit in een fractie van een seconde uit te voeren en de oogstpositie zesdimensionaal te bepalen.

'Wij trainen de computer met deeplearning door elke keer voorbeelden aan te bieden. Daarvoor hebben we een dataset van miljoenen foto's', licht Ten Have toe. 'De foto's zijn gemaakt in de kas waar de robot zijn werk moet doen.' Deze werkwijze levert een algoritme op, een soort blackbox, waarmee een robot wordt aangestuurd.

Partners

Maar met deze technologie heeft de tuinbouw nog steeds geen praktijkrijpe oogstrobot. Daarom zoekt Ten Have naar partners in de sector. Zo is hij in gesprek over samenwerking met Wageningen University & Research en automatiseringsbedrijf Priva, dat al betrokken was bij de bladplukrobot Kompano Deleaf.

Ook is er contact met een grote rozenkwekerij. 'Dat gaat om een project met een robot die met behulp van een camera de te oogsten rozen detecteert, kwalificeert en lokaliseert en met een lichtstraal aanwijst aan de oogstmedewerker.'

Tussenstap

Het vinden van de roos wordt dus geautomatiseerd, de oogsthandeling blijft mensenwerk. Wellicht blijkt dit een haalbare tussenstap.

'Het robotiseren van een proces betekent dat je een hele reeks oplossingen moet bedenken. Soms loopt een project vast omdat een reeds bedachte oplossing niet werkt bij de opvolgende handeling', verklaart technisch directeur Kanter van Deurzen van Delft Robotics de zoektocht. 'Het helpt dat wij een groot vraagstuk hebben opgelost, zodat alle energie en tijd naar andere uitdagingen kunnen.'

Valkuil

Komkommerteler en uitvinder Sjaak van Dijk van de firma Klimrek in Pijnacker volgt de ontwikkelingen op de voet. Zelf bracht hij diverse innovaties op de markt, waaronder de railspant, een railsysteem geïntegreerd in de spanten boven in de kas. Van Dijk is enthousiast over de visiontechnologie. 'Dit kan het wapen zijn tegen te trage robots.' Maar hij waarschuwt de technici voor de valkuil om nog steeds vanuit de mens te redeneren.

'Er wordt te makkelijk gedacht vanuit de buisrail, daar waar alle gewashandelingen plaatsvinden. Maar dan stuit een oogstrobot op een heg van gewas, waartussen hij de vruchten moet zoeken.'
Waarom zou je de robot niet laten werken van bovenaf, zodat hij van alle kanten bij de vruchten kan, suggereert Van Dijk. 'De railspant is geschikt om robots in de kas te introduceren. Op de vloer werken mensen en is de situatie te druk voor kostbare robottechnologie.'

Geen gek idee

Van Deurzen vindt dat geen gek idee. 'Als je van bovenaf werkt, kun je de drukte beneden ontlopen.'

Van Dijk en Van Deurzen beseffen dat robotisering het teeltsysteem op de schop kan nemen, door gewassen bijvoorbeeld zo te veredelen en te telen dat ze door robots makkelijk te oogsten zijn.