Deze robot maakt plukken van paprika's stukken makkelijker

Iets meer dan 20 seconden doet 'ie erover om een verse paprika van de plant te plukken: de Sweeper-robot. Deze robot, ontwikkeld door een consortium van verschillende experts, zou een goede oplossing kunnen zijn voor paprika-kwekers die kampen met een tekort aan personeel.

Het is een veelgehoord probleem onder kwekers: een tekort aan personeel. Er zijn in de eerste plaats steeds minder mensen te vinden die het repeterende werk willen doen, en als ze er zijn, zijn ze relatief duur. Oogstrobots bieden een goed alternatief en worden inmiddels mondjesmaat gemaakt, zoals de aspergerobot van het Nederlandse bedrijf Cerescon. Nu is er door een Nederlands consortium, waar onder andere de Wageningen Universiteit bij betrokken was, een paprika-oogstrobot ontwikkeld, de Sweeper genaamd. Deze werd een paar maanden geleden live gedemonstreerd en is inmiddels volop in ontwikkeling.

90 seconden

In het kader van het Crops-project bouwden ontwikkelaars een paar jaar geleden al een plukrobot voor paprika’s. Het werd een systeem dat de paprika’s kon detecteren, 3D-beelden maakte, hun kleur en vorm beoordeelde en de rijpe paprika’s plukte. De robot plukte ongeveer een derde van alle rijpe paprika’s en deed daar gemiddeld negentig seconden over. Vrij snel, maar in de ogen van veel telers niet snel genoeg, aangezien mensen een paprika in ongeveer zes seconden plukken. 

Onderzoekers en ontwikkelaars uit België, Israël, Nederland en Zweden startten begin 2015 een vervolgproject op, onder leiding van Wageningen University & Research. Dit Sweeper-consortium krijgt financiële ondersteuning van het Horizon 2020-programma en de Topsector Tuinbouw & Uitgangsmaterialen.

Demonstratie

Het was de eerste robot voor het oogsten van paprika’s die in de wereld wordt gedemonstreerd in een commerciële kas. De robot is ontworpen om te werken in een teeltsysteem met enkele plantstengels op een rij, een gewas zonder clusters en met weinig bladbedekking voor de vruchten. De proeven werden uitgevoerd in een commerciële kas met een V-type, dubbelrij teeltsysteem. Voorlopige resultaten van testen met een commercieel beschikbaar en aan de vereiste omstandigheden aangepast gewas, laten zien dat de robot 62% van alle rijpe vruchten oogst in 24 seconden. Op basis van deze resultaten verwacht het Sweeper-consortium dat een commerciële paprika-oogstrobot binnen 4-5 jaar beschikbaar zal zijn.

Verder onderzoek is nodig om de robot nog sneller te laten werken en een hoger slagingspercentage te behalen. De robot heeft nu nog vaak te veel ‘denktijd’ nodig omdat bepaalde aspecten nog niet parallel lopen. Vervolgens moet een commerciële levensvatbaar enkel-stengelrij teeltsysteem worden ontwikkeld en moeten de veredelingsbedrijven cultivars ontwikkelen die meer geschikt zijn voor gerobotiseerde oogst. 

Op Mechatronica Machinebouw, dat een interview deed met projectcoördinator Jos Balendonck van de WUR, wordt meer verteld over de technische aspecten van de robot. Zo heeft de Sweeper kleurenbeelden en een dieptekaart om de paprika’s te detecteren. Het consortium vond hiervoor een camerasysteem in Zweden. Daarnaast wordt er gebruik gemaakt van kort flitsende ledlampen. Dit is om ervoor te zorgen dat het zonlicht de beeldkwaliteit niet verstoort. De camera, die de paprika’s een beetje van onderen bekijkt, behaalt volgens Balendocnk een detectiescore van 89 procent.

Vervolgens benadert de Sweeper de paprika en snijdt hij hem los. Hiervoor werd in de loop der jaren een grijperconcept ontwikkeld met een klein trillend mes dat de steeltjes van bovenaf doorsnijdt.

Komkommers

De Sweeper is nu geschikt voor gele paprika’s. Doordat de detective op basis van kleur gaat, zou hij in theorie ook oranje en rode paprika’s moeten onderscheiden. Groen is dan weer ingewikkelder, denkt Balendonck. Tegen Mechatronica Machinebouw zegt hij: ‘We hebben in het verleden een komkommerplukmachine gebouwd. Omdat komkommers voor 99 procent uit water bestaan, keken we met spectrale banden naar het gewas en konden we zakken water registreren. Dat zal voor paprika’s minder goed werken, dus we moeten daar vertrouwen op machine learning. We hebben het nog niet geprobeerd, maar ik verwacht dat het wel zal lukken.’

De technologie uit de Sweeper-robot is in elk geval herbruikbaar voor oogstsystemen van andere groentes en fruit. Hij bestaat uit allerlei modules, zoals de deep learning-algoritmes, het snijgereedschap en de Ros-software voor de aansturing van de robotarm die ook voor andere gewassen te gebruiken zijn. 

Het Sweeper-project eindigt officieel op 1 november. Daarvoor wordt de robot nog eenmaal live gedemonstreerd op 12 september. 

Bron: Sweeper/Mechatronica Machinebouw