Gerbera’s oogsten is arbeidsintensief en geschikt personeel wordt schaarser en duurder. Samen met telers en toeleveranciers ontwikkelt Wageningen University & Research een oogstrobot die de mens grotendeels kan vervangen. Teler Aad van der Wilt: “We moeten de oogst- en gewashandelingen mechaniseren. De lat ligt op zeven seconden oogsttijd per steel.”
Handelingen waar een mens nauwelijks bij na hoeft te denken, kunnen automatiseerders voor grote uitdagingen plaatsen. Dat geldt ook voor het oogsten van gerbera’s met een robot. Meerdere componenten moeten hiervoor in de juiste volgorde zeer uiteenlopende deelhandelingen verrichten, zonder de steel en de plant te beschadigen. Er is een camerasysteem nodig om de oogstbare stelen te herkennen, een gripper om ze te pakken, te oogsten en af te leggen, een robotarm om de gripper naar de juiste plek te verplaatsen, een platform om het robotsysteem binnen de kas te verplaatsen en software om alle componenten harmonisch en vlot met elkaar te verbinden. Ga er maar aan staan.
In het Agro Food Robotics (AFR)programma van Wageningen University & Research komen deze disciplines samen. Twee jaar geleden kreeg AFR van de gewascoöperatie Gerbera en de Topsector Tuinbouw & Uitgangsmaterialen groen licht om een oogstrobot voor gerbera’s te ontwikkelen. De BCO bestaat uit de kwekerijen EveryD Flowers, Gerbera United, Holstein Flowers, Reijm Nieuwerkerk en Van der Wilt, Inno-Agro begeleidt het project.
Tijd nu wel rijp
Projectleider Jos Ruizendaal en teler Aad van der Wilt van Van der Wilt Gerbera’s uit Mijdrecht, een van de bedrijven waar het prototype een reeks testen doorloopt, lichten het ontwikkelingstraject toe.
“Het idee van een oogstrobot voor gerbera’s is al meer dan vijftien jaar oud”, vertelt Van der Wilt. “Toen ik rond 2004 in de mechanisatiecommissie van de studieclub zat, hebben we dat al eens aangekaart bij WUR. Toen was de technologie nog niet ver genoeg om het serieus op te pakken, nu wel. Gemotiveerd oogstpersoneel wordt steeds schaarser en duurder. Om als productieland overeind te blijven, zullen we oogst- en gewashandelingen moeten mechaniseren. Dat wordt nu breed onderkend, dus het draagvlak is er.”
Plan van aanpak
WUR heeft een Agro Food Robotics programma waaraan meer dan 60 specialisten meewerken. Het werkte een projectvoorstel uit dat de steun kreeg van telers en topsector. De eerste stap was een nauwgezette analyse van het oogsten door mensen. Die is vertaald naar handelingen die sensoren, mechanische componenten en software moeten verrichten.
“Er zijn meerdere stappen: het herkennen van bloemen en andere plantendelen, het grijpen en oogsten van de stelen, het afleggen en afvoeren van de geoogste bloemen en het verplaatsen van de robot”, merkt Ruizendaal op. “Daar komen veel componenten bij kijken, plus een hoop software om de acties te coördineren en goed te laten verlopen.”
Zien en grijpen
Een visionsysteem neemt de bloemen en stelen waar en bepaalt de rijpheid. 3D-imaging wijst de robotarm en grijper de weg. Dankzij meerdere scharnier- en draaipunten kan de grijper flexibel manoeuvreren en zich netjes om de steel sluiten. Zodra is bevestigd dat het de goede steel is, verplaatst de grijper zich langs de steel omlaag om deze aan de basis van de plant te kunnen oogsten. Mensen doen dit door de steel iets te buigen en met zachte dwang van de plant te trekken. Daarbij wordt soms een klein stukje van de basis meegetrokken (het ‘hieltje’), maar het werkt snel en je krijgt een mooi breukvlak.
Plukken of knippen
“Voor robots is het lastig om bloemen op die manier te plukken”, vertelt de onderzoeker. “Trekken vereist meer kracht dan alleen grijpen en de kans op beschadiging van de steel is groot. Knippen of snijden is eenvoudiger, maar de achterblijvende steelresten zouden mogelijk bacterie- of schimmelproblemen kunnen geven.”
Of dat ook echt zo is, was nooit onderzocht. Van der Wilt nam op zijn eigen bedrijf de proef op de som en liet enkele paden structureel handmatig knippen. In een kas met gerbera’s van WUR in Bleiswijk gebeurde hetzelfde. De resultaten waren opvallend: geen problemen met rot of schimmels (de stompjes verdrogen gewoon) en zelfs een fractioneel hogere productie, omdat er minder scheutjes aan de basis van de plant werden beschadigd. “En van gesneden stelen hoef je in de verwerking geen hieltjes meer te verwijderen”, vult Van der Wilt aan.
“Voor het ontwikkelingstraject van de oogstrobot was dat geweldig nieuws”, vervolgt Ruizendaal. “We hebben even gepuzzeld om een goede, compacte snijvoorziening onderaan de grijper te bevestigen, maar dat is gelukt. Het functioneert goed en de stelen worden keurig gesneden.”
Harmoniseren en versnellen
Met de ontwikkeling van de grijper en de snijinrichting zijn twee belangrijke horden genomen. Wat moet er nu nog gebeuren? De onderzoeker: “We zijn nu druk bezig om de software te optimaliseren en de verschillende processtappen te harmoniseren en te versnellen. Het platform, een autonome buisrailwagen, kunnen we prima aan de markt overlaten. Hetzelfde geldt voor het afvoeren van de gerbera’s naar de verwerkingsruimte. Dat moet uiteraard invulling krijgen, maar niet per se binnen dit project.”
Vier robots per hectare
De onderzoekers en telers hebben nog geen idee wat de robot uiteindelijk zal of mag kosten, maar er is al wel gerekend om een haalbaarheidsnorm vast te stellen. Van der Wilt: “Met vier robots per hectare die allemaal om de zeven seconden een bloem kunnen oogsten, zou je het oogstproces grotendeels kunnen mechaniseren. Dat is nog een hele uitdaging, maar we zien progressie. Het zou kunnen dat we uitkomen op platforms met twee robotarmen in plaats van één.”
De teler merkt op dat mechanisatie van de oogst gevolgen heeft voor het verwerkingsproces, dat opnieuw geoptimaliseerd dient te worden.
Hoewel het ontwikkelingstraject nog twee jaar doorloopt, denkt het projectteam voldoende gevorderd te zijn om marktpartijen te benaderen die de verdere ontwikkeling op exclusieve basis kunnen voortzetten. “Ons werk loopt uiteraard door, maar uiteindelijk wil je de stap naar de markt kunnen zetten met een product dat op alle fronten redelijk af is”, verduidelijkt Ruizendaal. “Er zijn meerdere bedrijven die daarvoor in aanmerking komen, ik ben benieuwd waar we uitkomen.”
Tekst en beeld: Jan van Staalduinen
