Autonome Robotica als alternatief voor handmatig ontbladeren in de komkommer teelt en daarna de gehele hogedraad teelt in kassen.


Doelstelling 

Onze doelstelling is ambitieus: de automatisering in de horti- en agricultuur een innovatie impuls te geven om de prestaties te verbeteren, de kosten te verlagen en voedsel veilig te produceren. Robotica met name voor arbeidsintensieve toepassingen zoals bladknippen en oogsten in de hoge lijn teelt hebben een enorm potentieel en heeft onze focus als 1e applicatie.

VDL heeft een unieke kennispositie en ervaring in mechatronica, robotica en AGV's. Ook hebben we een zeer gevarieerd trackrecord in de automatisering van massa productie. Dat alles, maakt VDL een interessante partner voor tellers met hun kennis van gewasteelt.

Deze competenties in combinatie met de state off art vision en kunstmatige intelligentie maakt het mogelijk om continu te anticiperen op de dagelijks veranderende situatie in een kas of op het land. 

Samenwerking 

Wij zoeken graag samen met de telers en boeren naar de applicaties die mogelijk en haalbaar zijn. 

Ook start-ups op dit terrein zijn welkom om gebruiken te maken van onze competenties, maar ook robot platform.

 

Business model
Business model samenwerking

En bovenal zijn we gedreven om in samenwerking met de telers het scala aan toepassingen voortdurend uit te breiden. Dit op basis van ons platform en uitbreiding met nieuwe “end off arm tools”. Denk hierbij aan oogsten, bestrijden van ziekten of insecten, grondbewerking, voeden, verzorgen etc.

Maar ook nieuwe mogelijkheden dankzij de nieuwe beschikbare technologische ontwikkelingen in kunstmatige intelligentie en autonome robitics. Dit alles kan wellicht bijdragen aan de weg naar precisie-, verticale- en datagedreven landbouw.

De samenwerking met komkommer kweker Jacobs in Kessel resulteert in een autonome bladknip robot. De bundeling van kennis en ervaring is terug te vinden in het systeem, met daarbij als startpunt een modulair concept en Minimal Viable Product.

Applicaties

  • bladplukken hogedraad teelt, komkommers.
  • bladplukken hogedraad teelt, tomaten. 

Bladplukken hogedraad teelt, komkommer. 

Binnen Nederland zijn er twee verschillende manieren waarop komkommer wordt geteeld, namelijk: traditionele teelt en hogedraadteelt.

Hogedraadteelt heeft enkele voordelen en nadelen ten opzichte van traditionele teelt. De voornaamste voordelen zijn een veel hogere opbrengst (tot wel 50% meer) en een hogere kwaliteit van het product. Het nadeel van hogedraadteelt is de gevoeligheid voor virussen en dat de arbeidskosten aanzienlijk hoger zijn dan bij traditioneel. Met autonome robots wordt die nadelen weggenomen en maakt de beslissing om over te stappen naar hoge draad teelt beter te verantwoorden.

Doordat komkommerplanten 60-80 centimeter per week kunnen groeien moet de teler de plant meerdere keren per week laten zakken. Daarnaast moeten de bladeren onderaan de plant ook meerdere keren per week worden verwijderd (bladknippen). Met name dit bladknippen kost zeer veel tijd en neemt gemiddeld zo’n 30-45% (afhankelijk van de teler) van de totale arbeidstijd in beslag (en dus ook van de arbeidskosten).

Het bladknippen is zeer standaard en relatief eenvoudig werk, echter doordat het zo veel tijd in beslag neemt is dit een belangrijke kostenpost voor telers. Voordeel om juist bladknippen te robotiseren is dat er geen investeringen nodig zijn in logistiek. Dat is wel het geval bij oogsten.

Met de infrastructuur voor een bladknip robot als vertrekpunt, is de stap naar oogst robotisering beter haalbaar.

Hoge draad teelt, komkommers

Bij het bladsnijden gaat het om het verwijderen van komkommerblad, die geen waarde toevoegen aan de teelt, zonder de plant onnodig te stressen. Deze bladeren zitten altijd in het lage deel van de plant, in een gedefinieerde hoogte zone (deleaf zone). Onder deze zone maakt de stam de bocht naar horizontaal.

De robot met 1 arm knipt gemiddeld, over 100 meter bij volle beplanting, 7,5 bladeren per minuut of gemiddeld 8 sec per blad. Met 2 armen gemiddeld 4 sec per blad en dus 15 bladeren per minuut. 

Met deze prestaties is het voor de arbeid een zeer concurrend alternatief, los van alle andere voordelen en mogelijkheden. De tool-wissel biedt ook nog perspectief op het oogsten of andere bewerkingen. 

Een komkommer plant groeit 60-80 cm per week en iedere week wordt één of meerdere keren blad verwijderd van een plant.

Het instapmodel van de robot verplaatst zich autonoom over de rails en verwijdert de bladstelen van de stam. De hoogtezone waarin hij dat doet is vast gedefinieerd en ook hoeveel blad hij snijdt per stam. Dat kan alles zijn, maar ook bijvoorbeeld min 2 en max 3.

De robot kan meerdere keren per week de stam bezoeken om de snijactie te herhalen en zo de stress impact voor de plant te minimaliseren. 

Het blad wordt losgelaten en valt via het voertuig buiten de rails om contact met schoeisel van personeel te voorkomen. 

Periodiek wordt het mes verhit om contaminatie van zieke planten te minimaliseren. 

Het gehele snijtool kan, optioneel, bijvoorbeeld bij iedere gangpadwissel vervangen worden door een "onboard" UV gecleande reserve tool. 

De snijlocatie is het beste te illustreren aan de hand van een foto met het benoemen van de verschillende elementen. 
5178743F-8E56-4CBB-871F-EB4CEF6E9785.jpeg

Er is gekozen om dichtbij de handmatige methodiek te blijven, zover daar een standaard is. We snijden met 1 mes conform het guillotine principe langs de stam de bladsteel. 
De afstand van de restlengte kan iedere teler "kiezen" door een eenmalige een nominale maat te specificeren. 

7DD53DD2-DECA-4D7C-AAFC-E7E51AD91052.gif

Met de meerdere camera's worden continu opnames gemaakt, ook van het blad en met deep learning worden afwijkingen herkend en geclassificeerd naar bv ziektes of aantasting door insecten. 

De snede van het blad is minimaal, zodat de "wond" geen aanleiding is voor ziektes. 
13F9582A-7718-45D1-A0B0-8AB1A111A5E7.jpeg

Binnen de kassen is er geen uniforme specificatie van de afstand tussen 2 rijen. Nominaal hanteren we 1,65m, maar breeder kan tot een max van 1,90m. 
Het bereik van de robot is circa 1,30m en hierop gedimensioneerd. De robot kan in een vaste positie minimaal 3 stammen bereiken. 

 

Focus

Op dit moment ligt de focus op het bladsnijden van komkommer blad in de hoge draad teelt. Het is duidelijk dat het toepassen van deze oplossing in andere hoge draad teelt zoals tomaten daarna volgt.

Ook het oogsten van komkommers staat in onze roadmap. Dit kan met dezelfde robot, met extra End Effector.