Tholen - Tot voor kort kon het alleen in de film, maar inmiddels zien we het steeds vaker: robots die ons werk uit handen nemen, zowel thuis als op de werkvloer. Zo ook in de kas, waar steeds meer wordt geautomatiseerd: klimaatcomputers, oppotmachines, sorteersystemen, oogstrobots, noem het allemaal maar op.
Nu arbeid steeds duurder en schaarser wordt, lijken automatische plukkers een prima oplossing om het arbeidsgat te vullen. Maar is dat ook zo? Laten we eens een blik werpen op de wondere wereld der oogstrobots.
Tomaten
Priva Kompano
Hoewel het in feite geen oogstrobot is, neemt de bladplukrobot van Priva, de Kompano, tomatentelers wel flink wat werk uit handen.
Het bedrijf ging om de tafel met een groep tomatentelers om te kijken hoe kasmedewerkers minder belast konden worden. Priva begon daarop met de ontwikkeling van een robot die zelfstandig bladeren van tomatenplanten knipt. Het eerste prototype werd in 2014 getest, na 15 jaar onderzoek en ontwikkeling. Toen de robot tijdens de GreenTech in 2016 werd geïntroduceerd, won deze prompt de Innovation Award.
De robot werd aanvankelijk beschikbaar gesteld voor een groep tomatentelers die in het project hadden geïnvesteerd. En volgens Priva is bladsnijden bij tomaten is pas het begin. "Deze eerste generatie van geautomatiseerde gewashandelingen gaat leiden tot meer toepassingen, zoals andere gewassen en handelingen, bijvoorbeeld het oogsten van komkommers."
Agronauta
Agronauta is een project van zeven Spaanse instanties en zeven onderzoeksinstellingen. Samen richten zij zich op de experimentele ontwikkeling van een mobiele oogstrobot die trostomaten moet gaan plukken in de kas. Het systeem zou uiteindelijk ook verpakkingssystemen moeten omvatten, evenals productiemanagementsoftware die de vraag zou moeten inschatten.
Panasonic
Niet alleen tuinbouwbedrijven willen robots de kas in rijden. In 2015 wist een Japanse krant te melden dat Panasonic een tomatenplukrobot had ontwikkeld.
De robot beweegt langs een rail tussen de rijen met planten in. Met behulp van een camera bepaalt het apparaat of een tomaat al dan niet rijp is voor de pluk. De betreffende tomaat gaat vervolgens door een ring, de robot drukt zijn 'arm' ertegenaan, en hop, de tomaat valt in een 'bakje'.
Momenteel, zo meldde de Japanse firma, plukt de robot elke zes seconden een tomaat. Dat is twee keer zo langzaam als een mens, maar aan de andere kant, zo'n robotje wordt niet zo snel moe en kans ook 's nachts werken.
De robot werd in januari 2018 officieel onthuld, maar of ie nou echt klaar is om in de kas aan de slag te gaan, is nog maar de vraag... Tijdens een bezoek dat Gizmodo bracht aan het robotlab van Panasonic, liet de robot nog het een en ander uit z'n handen glippen.
Squse
De Japanners hebben het maar druk met het bouwen van oogstrobots: ook Squse is bezig met een volautomatische tomatenplukker.
De robot is voorzien van camera's en twee armen. Wanneer de robot een te plukken tomaat heeft gesignaleerd, gaan de armen in de weer, maar erg snel gaat dit nog niet. In 2015 lag de pluksnelheid nog niet zo hoog: 20 seconden. De bedoeling was wel om die omlaag te brengen, naar 10 seconden, of liefst zelfs zes, zo vertelt het bedrijf aan een Japanse krant.
University of Guelph
De University of Guelph is in Canada een bekende tuinbouwuniversiteit, zeg maar het Wageningen van de provincie Ontario. Daar werken ze aan het zogeheten Guelph Intelligent Greenhouse Automation System: een kasrobot die uiteindelijk moet worden ingezet voor diverse gewassen.
Aan de ontwikkeling van zo'n robot zitten wel wat haken en ogen, aldus Medhat Moussa, een van de onderzoekers achter het project. "Met tomaten moet je voorzichtig zijn, anders hou je alleen ketchup over. Je hebt dus een gevoelige grijper nodig die niet teveel kost, maar ook snel is."
Naast het oogsten van tomaten, paprika's en komkommers, is het de bedoeling dat de robot op termijn ook gewassen kan gaan controleren op ziekte. Wanneer de robot eenmaal op de markt is, zou deze zich in vijf jaar moeten terugverdienen.
Cornell University
Een andere Noord-Amerikaanse universiteit, Cornell, heeft een technisch snufje vervaardigd dat het plukken van tomaten door robothanden ook een stuk gemakkelijker kan maken.
De robot slaagde in 2016 voor de 'tomatentest': de hand was in staat om drie tomaten te scannen en aan de hand van hoe zacht ze waren te bepalen welke de rijpste was.
Suzhou Botian Automatic Technology
Ook de Chinezen mengen zich in de mechaniseringsstrijd. Zo is er de robot die Suzhou Botian Automatic Technology showde tijdens de Macfrut in 2017. Volgens manager Pengbo Wang kan de robot niet alleen tomaten oogsten, maar ook aardbeien. "Het is uitgerust met een camera die met een precisie van 92% de rijpheid kan beoordelen. Het snijsysteem heeft een precisie van 90%. De bionische hand is met een zacht materiaal bekleed om het product niet te beschadigen."
GRoW
Een van de meest recente, en ook meest veelzijdige, robots is GRow (wat staat voor Greenhouse Robotic Worker). De eerste praktische toepassing van deze robot, ontwikkeld door de Israëlische startup MetoMotion, is de oogst van kastomaten. Maar daar houdt het niet bij op: de robot zal ook andere taken kunnen uitvoeren, zoals het oogsten van andere groenten, snoeien, monitoren en bestuiven.
De robot werkt met een 3D Vision systeem om rijp fruit te lokaliseren en het in één bewerking te snijden en op te vangen zonder schade aan groenten en fruit. Tijdens de oogst verzamelt het systeem ook gewasgegevens over het gewas. Hierdoor komt er informatie beschikbaar over mogelijke plantenstress en is het voor de teler mogelijk oogstramingen te doen en werkplannen op te stellen, zo legt CEO Adi Nir uit.
Momenteel wordt de robot getest en naar verwachting vindt de commerciële lancering plaats in 2019.
EPCO
Onderstaande video is afkomstig uit Maleisië. Deze robot plukt er vrolijk op los op een beursvloer. Zoals bij alle robots is het nog maar de vraag hoe deze zich in de praktijk houdt, maar één ding is duidelijk: robotisering is overal op aarde een heet hangijzer.
Paprika's
SWEEPER
In een door de EU gefinancierd project is een robot ontwikkeld die paprika's oogst: de SWEEPER.
In april 2012 werd het eerste prototype getest in een kasomgeving. Het prototype, ontwikkeld door Wageningen University, was uitgerust met een grijparm met negen draaipunten en meerdere 3D-camera systemen. Jochen Hemming van de WUR over de uitdaging van het ontwikkelen van zo'n robot: “We hebben aan telers het uurtarief gevraagd van hun werknemers en het daarop gebaseerd.” Dat komt erop neer dat de machine elke zes seconden een paprika moet snijden, dag en nacht.
In 2014 slaagde de robot erin om zelfstandig paprika's te oogsten in een kas. Het project was dermate veelbelovend dat de paprikaplukrobot zijn eigen internationale onderzoeksprogramma kreeg: SWEEPER. De WUR kreeg de leiding over het project, waaraan ook de Umea Universiteit in Zweden, de Ben Gurion Universiteit in Israël, het Proefstation voor de Groenteteelt in België, Irmato Industrial Solutions Veghel B.V. en paprikateler De Tuindershoek BV deelnemen.
Na het testen en de selectie van de afzonderlijke modules werd het eerste model van de robot geassembleerd door het Nederlandse bedrijf Irmato uit Veghel. De robot werd geplaatst in het laboratorium van Wageningen UR Glastuinbouw, waar verder getest werd met software voor de manipulatorbesturing en vruchtdetectie van Umeå Universiteit (Zweden) en Ben Gurion Universiteit (Israël). Na de eerste tests ging de robot naar een commerciële kas (De Tuindershoek) in IJsselmuiden. Het jaar erop werd de robot verder getest in een Belgische kas.
De eerste live demonstraties hebben inmiddels duidelijk gemaakt dat de SWEEPER op weg is naar de eindstreep.
Zachtfruit
Agrobot
Ze zijn klein, zacht, en ze zijn met veel: aardbeien en ander zachtfruit kunnen nogal priegelig zijn om te oogsten, in elk geval voor een robot. Maar dat heeft bedrijven er niet van weerhouden om het toch te proberen. Een van de eerste automatische aardbeienoogsters is de Agrobot.
De commerciële versie van deze Spaanse aardbeienoogstrobot werd getest in 2012, na zes jaar van ontwikkeling. Op dit moment is nog niet bekend wanneer de robot klaar is om in de praktijk te worden ingezet.
Shibuya Seiki
Ook voor vollegrondstelers kunnen oogstrobots interessant zijn. In 2013 werd een robot van de hand van de Japanse machinebouwer Shibuya Seiki aan de wereld getoond.
De twee meter grote robot beweegt zich op rails tussen de rijen met aardbeien. Het gevaarte berekent hoe rijp een aardbei is aan de hand van de kleur, die met twee digitale camera's wordt waargenomen. Met die twee 'ogen' ziet de robot ook hoe ver weg de aardbei zich bevindt, waarna het plukken een aanvang kan nemen.
Harvest Croo
Harvest Croo Robotics is een grote speler in de automatisering van vollegrondsteelt. In 2016 kreeg hun aardbeienrobot zelfs een patent in de VS, gevolgd door een subsidie van een miljoen dollar.
Het prototype van de aardbeienplukker werd ontworpen als mogelijke oplossing voor het gebrek aan personeel voor het oogsten van aardbeien. Het prototype kon in een echt aardbeienveld rijpe aardbeien identificeren, selecteren en plukken terwijl hij onrijpe aardbeien en planten ongedeerd liet.
Net als bij andere oogstrobots heeft ook de robot van Harvest Croo nog een weg af te leggen om menselijke plukkers van de troon te stoten. "We moeten nog wat problemen oplossen maar we zijn goed op weg", vertelde Bob Pitzer, medeoprichter van het bedrijf, in maart 2018. Hij sprak de verwachting uit dat de machine over twee jaar echt op het land ingezet kan worden. De robot wordt momenteel getest bij het Amerikaanse Wish Farms.
Octinion
In België timmert men ook aan de geautomatiseerde oogstweg. Octinion ontwikkelde een oogstrobot, waarvan het prototype in september 2016 werd onthuld.
De robot was daarna op diverse beurzen te bewonderen en Octinion plukte inmiddels ook de vruchten van hun aardbeienoogstmachine: vorig jaar betrok het bedrijf een nieuw pand.
Dogtooth
Aan de overzijde van het Kanaal, in Cambridgeshire, werkt een team onderzoekers aan een eigen aardbeienrobot, onder de naam Dogtooth. In 2016 kreeg het bedrijf een steuntje in de rug met een subsidie van 60.000 pond.
De robot van Octinion plukt de aardbeien door ze 90 graden te draaien, waardoor het fruit helemaal los van het steeltje komt. Dit is de methode waar de meeste consumenten in Europa de voorkeur aan geven, omdat het risico bestaat dat aardbeien waar het steeltje nog aan vast zit andere aardbeien in het bakje kunnen beschadigen. Dogtooth kiest de tegenovergestelde benadering door de aardbei bij het steeltje af te knippen, waarvan een klein deel aan de vrucht blijft zitten. Dit zorgt voor een langere houdbaarheid, dus beide methoden hebben voor- en nadelen.
Fieldworks Robotics
Met het oog op de komende Brexit en alle arbeidsperikelen die daarmee samenhangen, zijn de Britten druk in de weer om alternatieven te ontwikkelen voor menselijke aardbeienplukkers. Een bedrijf dat is voortgekomen uit de University of Plymouth, genaamd Fieldwork Robotics, werkt samen met een grote Britse zachtfruitteler aan het uitbouwen van het robotassortiment.
Dr Martin Stoelen, oprichter van het bedrijf, die overigens ook samenwerkt met twee Chinese universiteiten aan een tomatenoogstproject, noemde de samenwerking met zachtfruitteler Hall Hunter een belangrijke stap.
University of Essex
Nog een Britse universiteit die samen met een teler werkt aan een plukrobot, is de University of Essex. Deze universiteit werkt samen met Wilkin & Sons of Tiptree - een bedrijf dat op 400 hectare fruit teelt, waarmee ze jaarlijks talloze potjes jam vullen.
Om de besjes voor die jam efficiënter te kunnen plukken, wordt nu dus gewerkt aan een oogstrobot. De voorzitter van de Britse belangenclub voor de zachtfruitsector heeft echter al gewaarschuwd dat zo'n robot geen oplossing is voor de Brexit op korte termijn. Er moet nog heel wat water door de Theems voordat machines mensen kunnen vervangen in het Britse plukwerk.
Strawberry Fields
Op de World Robot Olympiad (zeg maar de Olympische Spelen voor robotbouwers), dingen scholieren en studenten naar prijzen voor hun robotcreaties. Een team van de ITMO University in Sint-Petersburg wist met hun aardbeienrobot, 'Strawberry Fields' een mooie prijs in de wacht te slepen.
De robot heeft een camera en een neuraal netwerk waarmee deze vruchtjes ontwaart, bepaalt hoe rijp ze zijn, en een plattegrond van een lapje aardbeiengrond uploadt naar het internet. Middels een app kunnen aardbeienliefhebbers dan uitkiezen welke aardbei ze op willen snoepen, waarna de robot deze aan een drone hangt die de vrucht naar de consument in kwestie vliegt. Allemaal nogal kleinschalig, en tegelijk 'over the top', maar zeker een interessant gedachtenexperiment: waar moet dat heen met die robots?
Komkommers
Crux
Het plukken van komkommers is weer een heel ander verhaal. Toch wagen robotmakers zich ook aan het plukken van deze lange vruchtgroente. In 2017, na tien jaar werk, ontwikkelde Crux Agribotics een robot die komkommers visualiseert, herkent, kwalificeert, oogst, transporteert, selecteert en verpakt.
Volgens directeur Richard Vialle gaat het bij de robot niet alleen gaat om de machine, maar ook om de data die de verzameld wordt. Het concept is volledig geautomatiseerd en gebaseerd op Robots, Vision en Machine Learning technologie. Dit betekent dat van iedere stap data beschikbaar is voor de teler en dat de machine bovendien steeds beter gaat werken.
Parallel aan de oogstrobot ontwikkelde Crux Agribotics ook een keur- en verpakkingsrobot. Dit systeem kan uiteindelijk 30.000 komkommers per uur keuren en sorteren. De eerste daarvan is inmiddels verkocht aan een Canadese teler. "Door het te verkopen, hebben we onszelf eigenlijk bewezen", vindt Richard. "En naast alle miljoenen investeringen die er tot nu toe in zijn gegaan, genereren we met onze start-up daardoor ook de eerste financiële waarde."
CATCH
Vollegrondstelers van augurken hebben hun hoop gevestigd op een Europees project: CATCH. Als onderdeel van dit project is het Fraunhofer Instituut for Production Systems and Design Technology IPK een tweearmige automatische augurkenoogstrobot aan het ontwikkelen en testen. Deze lichtgewicht oplossing moet de teelt commercieel interessant houden in Duitsland.
In Duitsland worden augurken bestemd voor conserven geoogst met de hulp van 'komkommervliegers' - robots met vleugels. Seizoensarbeiders liggen op hun buik op de robotarmen en plukken rijpe komkommers. Dit arbeidsintensieve en zware handwerk wordt economisch steeds minder rendabel door een in Duitsland ingevoerd minimumloon. Veel Duitse tuinbouwregio's gaan hierdoor een onzekere toekomst tegemoet: de komkommerteelt verhuist steeds meer naar Oost-Europa en India. Daarom is er in Duitsland dringend behoefte aan betere oogstmethoden om de augurkenteelt in eigen land te houden. Hier lees je er alles over.
Sla
Spread
Vertical farms zijn misschien wel de meest futuristische tuinbouwbedrijven om te zien, met al die kroppen sla onder paarse lampjes, waarvan de teelt gedeeltelijk (of soms zelfs geheel) computergestuurd wordt. Een voorbeeld is het Japanse Spread. In 2015 rolden er 30.000 kroppen sla per dag uit de geautomatiseerde kwekerij. In 2016 nam een Nederlandse handelsmissie al eens een kijkje in de Japanse slakeuken.
Robots en verticale teelt blijken in de praktijk echter niet per se een gelukkig huwelijk. Een probleem is bijvoorbeeld dat de ene krop sla de andere niet is. Robots moeten daarom worden geprogrammeerd om objecten op te pakken en te verplanten die niet precies dezelfde vorm hebben. In Silicon Valley (waar anders?) heeft Iron Ox echter wel een poging gewaagd om een sla-farm te automatiseren, en zo op het oog zijn ze daar in geslaagd.
Uiteindelijk voorspellen deskundigen dat robotsystemen geen vervanging zullen vormen voor conventionele teeltmethoden. In plaats daarvan zullen ze een aanvulling vormen. Een situatie waarin mens en robot zij aan zij werken in de voedselproductie is allang geen toekomstmuziek meer.