De ontwikkeling van een autonome snoeirobot
Het onderzoeksprogramma ‘Digital Orchard’ richt zich op de ontwikkeling van sensortechnologieën en digitale toepassingen die slimme precisielandbouw voor de fruitsector mogelijk maken. Het slim en duurzaam beheren van fruitboomgaarden is uitdagend, omdat het boomonderhoud arbeidsintensief is en om de juiste expertise vraagt.
Het vinden van geschikte arbeidskrachten is een toenemende uitdaging voor de fruitsector. Wereldwijd stijgt daarom het belang van de inzet van slimme, autonome veldrobots in commerciële boomgaarden.
Autonoom beheer van fruitboomgaarden
Robotisering van de fruitteelt richt zich met name op arbeidsintensieve taken, zoals het plukken van fruit, het snoeien van bomen of het dunnen van bloesem. Dat is bijzonder uitdagend omdat de boomgaard een complexe omgeving is (fruit is bijvoorbeeld verborgen achter blad en niet direct zichtbaar) en ook omdat het effect van beslissingen vaak pas in de toekomst zichtbaar is (bijvoorbeeld groei, bloei en vruchtzetting na een snoeibeurt). De nieuwste boomgaarden worden dusdanig ontworpen en aangeplant dat zij geschikt zijn voor toekomstige robotisering. OnePlanet Research volgt deze ontwikkelingen en onderzoekt in het onderzoeksprogramma ‘Digital Orchard’, welke sensoren en beeldverwerkingssystemen er nodig zijn op een robotplatform in de buitenomgeving, voor het continue verzamelen van de juiste data en beelden in de boomgaard van de toekomst.
LiDAR scanners en stereocamera’s
Zo ontwikkelt OnePlanet Research Center samen met verschillende partners sensor fusion systemen waarin beelden van LiDAR scanners, stereocameras en hyperspectral camera’s worden gecombineerd. Op deze wijze maakt OnePlanet Research Center opnamen van fruitbomen in drie dimensies en worden op basis van de 3D beelden de individuele bomen digitaal gereconstrueerd. Deze 3D reconstructies vormen vervolgens de basis voor het herkennen van structuren en afwijkingen (fruit, blad, bloesem, takken, insecten) en het aanleren van taken (plukken, snoeien, dunnen, bespuiten) door toekomstige robotsystemen.
Digital twin van de boomgaard
De data en beelden worden gecombineerd met kennis over plantmodellen en vormen de basis voor het opbouwen van een digitale boomgaard (digital twin). Ook kunnen zij worden gebruikt voor educatieve doeleinden in VR toepassingen , waarin de gebruiker, in een virtuele 3D omgeving, taken kan oefenen en leren. Toekomstige robotiseringstaken waaraan we binnen OnePlanet werken zijn het autonoom snoeien van fruitbomen (appels en rode bessenstruiken) en het beter herkennen van ziekten en insectenplagen in peer.
Applicatie gedreven onderzoek met robotica
De toekomstige acceptatie en implementatie van robots of cobots in toekomstige teeltsystemen vraagt naast de technische haalbaarheid om zorgvuldige keuzes ten aanzien van praktische toepasbaarheid, veiligheid en de uiteindelijke kosten. Door de juiste samenwerkingen op te zoeken probeert OnePlanet Research Center die praktijkvoorwaarden in haar onderzoeks- en ontwikkelwerkzaamheden te waarborgen.
