AgroBot Grensverleggende innovaties voor de landbouw AgroBot 4 Ganzenafweerrobot 10 6 8 BoniRob Aardappelopslagverwijdings-app Multifunctioneel open robot Volunteer platform 11 12 Penetrograaf-app Onkruidbestrijdings-app Maxtron Meetinstrument voor het vast- Spraying BoniRob Suikerbietenoogstrobot stellen van bodemverdichting Inhoud 14 SmartCenter 2 Voorwoord SmartBot – AgroBot Over SmartBot Het project SmartBot-AgroBot ontwikkelt een nieuwe generatie autonome De evolutie van robots bevindt zich robots die door gebruik van slimme sensortechnologie complexe opgaven in een stroomversnelling. Recente zelfstandig kunnen uitvoeren. Het uiteindelijke doel is een nieuwe generatie ontwikkelingen in de sensortechnolo- landbouwwerktuigen te ontwikkelen die zowel de bodem sparen, een land- gie, ICT en robotica stellen de komende schap creëren waar de menselijke maat weer terug is en de kwaliteit van generatie robots, SmartBots, in staat gewas en oogst verbeteren. Het AgroBot onderdeel van SmartBot werkt aan om complexe taken autonoom en met drie verschillende robotplatforms: grote precisie uit te voeren. Dit maakt een optimalisatie van de bestaande • Grimme Maxtron 620 robot bedrijfsvoering mogelijk en creëert • Ganzenafweerrobot en het nieuwe kansen. • open robot platform BoniRob 2.0. Binnen het INTERREG IVA-project Daarnaast zijn er demonstratie-robots zoals de Kiemkracht Husky. SmartBot werken Duitse en Nederlandse bedrijven en kennisinstellingen Kiemkracht is een alliantie van het Productschap Akkerbouw en het Innova- samen aan de ontwikkeling van demon- tienetwerk van het Ministerie van Economische Zaken en heeft in 2008 het stratiemodellen van SmartBots voor de SmartBot-project aangejaagd. Het doel van Kiemkracht is het ontwikkelen landbouw (AgroBot), maritieme sector en realiseren van grensverleggende innovaties die de akkerbouw wezenlijk (RoboShip) en de industrie (SInBot). kunnen veranderen. Kiemkracht is een initiatief van de sector, LTO en NAV en mag namens de sector de innovatieagenda 2030-2040 opstellen. De interregionale samenwerking tussen bedrijven en kennisinstellingen binnen In deze brochure leest u over de ontwikkelingen in het SmartBot-AgroBot het SmartBot project legt de basis voor project. structurele grensoverschrijdende innovatie en economische ontwikkeling. De Rob van Haren Duits-Nederlandse grensregio verwerft hierbij een positie als kennisregio op het Kiemkracht gebied van multi-sensor robotsystemen. 3 AgroBot Ganzenafweerrobot Doel Het doel van dit project is het onderzoeken en ontwikkelen van een autonome robot voor het verjagen van ganzen. De ganzenafweerrobot verjaagt de ganzen door een draad over een perceel te bewegen die is opgespannen tussen een paal op het perceel en de wikkelunit op de robot. De robot volgt de contouren van het perceel en houdt de draad continu op spanning. Ganzen vormen een groot probleem in de agrarische sector en veroorzaken erg veel schade. Middelen als vogelverschrikkers, linten, gaskanon en afschieten zijn niet effectief. Afschot is maatschappelijk controversieel. De waardering van de landbouwpercelen door ganzen kan gewijzigd worden door systematisch verjagen met een robot. Als effectief verjagen op grote schaal wordt toegepast dan leidt dit niet alleen tot vermindering van lokale schade, maar naar verwachting ook tot een rem op de huidige groei van de ganzenpopulatie. 4 Contact Bent u geïnteresseerd in de resultaten? Na afronding van de praktijkproef (half oktober 2014) organiseren we een moment waarop we de resultaten van de proef presenteren en waarbij u de robot kunt zien rijden. Stuur een email naar [email protected] en we nodigen u uit voor deze bijeenkomst. Tijmen Bakker (robotica) +31 (0)317 482195 [email protected] www.tyker.com Plan van aanpak en resultaten Toekomstige ontwikkeling Via de ontwikkelfasen conceptua- De ganzenafweerrobot wordt Diederik van Liere (methode tion, robot control, tool & mani- binnenkort ingezet in een prak- ganzenafweer) pulator intelligence en integration tijkproef waarin de effectiviteit +31 (0)592 406721 is een werkende ganzenafweerro- ten aanzien van de bestrijding [email protected] bot ontwikkeld. Onlangs heeft de van ganzen wordt onderzocht. www.cabwim.nl ganzenafweerrobot een duurtest, Daarnaast evalueren we ook de waarbij deze meerdere dagen praktische inzetbaarheid en het Jan Fühler (mechanica) continu werd ingezet, succesvol technisch functioneren van de +31 (0)524 570715 afgerond. De robot is momen- robot. Bij een positief resultaat [email protected] teel klaar om in te zetten in een onderzoeken we de financiële www.axum-engineering.nl praktijkproef. haalbaarheid van implementatie van de robot in de praktijk. 5 AgroBot BoniRob multifunctioneel open robot platform Doel wel in het laboratorium als in het Dankzij snelle ontwikkelingen in de veld in Duitsland en Nederland sensortechnologie, informatietech- uitgevoerd. Voor de Penetrome- nologie en robotica is er nu een eer- ter-app zijn de eerste veldkaarten ste generatie autonome veldrobots gegenereerd, met de Precision die met hoge precisie complexe Spraying-app zijn de eerste spuit- taken in een open omgeving kan uit- testen gedaan in het veld. Ook voeren. Slimme veldrobots kunnen is beeldverwerking ontwikkeld, op kleine oppervlakten intelligente gebaseerd op een camera die landbouwtaken uitvoeren en bieden zowel donkere als lichte delen een scala aan nieuwe toepassingen zeer goed waarneemt, waarmee waarmee milieueffecten worden aardappelopslag in het veld teruggedrongen en de productivi- herkend kan worden. De eerste teit kan toenemen. wetenschappelijke resultaten zijn op internationale conferen- Plan van aanpak ties gepresenteerd. Er zijn meerdere applicatiemodules (‘apps’) voor de veldrobot Toekomstige ontwikkelingen ontworpen en gebouwd, zoals De ontwikkelingen en eerste een ‘Penetrometer-app’ voor het testresultaten laten een enorme autonoom meten van bodemei- potentie zien voor de geselec- genschappen, een ‘Precision teerde en andere applicaties. Spraying-app’ voor selectieve De eerstvolgende stappen zijn onkruidbestrijding met chemica- het doen van meer veldtesten, liën en een ‘Volunteer Potato-app’ werken aan technologische en voor het tegengaan van aardappel- procesmatige verbeteringen van opslag in suikerbietenvelden. Op de robotsystemen en het geven basis van een eerdere ontwikke- van demonstraties voor boe- ling van de BoniRob wordt nu een ren en loonwerkers. Dankzij de nieuw multifunctioneel platform samenwerking met partners als ontworpen, gebouwd en getest. DLV Plant (NL), Wageningen Universiteit (NL), Amazonen-Werke Resultaten (D) en de University of Applied Zowel de veldrobot BoniRob als Sciences Osnabrück (D) zijn er de penetrometer- en sproeimo- vele mogelijkheden voor verdere dule zijn ontwikkeld en gebouwd. praktische en wetenschappelijke De eerste experimenten zijn zo- ontwikkelingen. 6 Contact Florian Rahe Jan Willem Hofstee Amazonen-Werke Wageningen Universiteit +49 (0)5405 501 5375 +31 (0)317 484194 [email protected] [email protected] Eldert van Henten Arno Ruckelshausen Wageningen Universiteit University of Applied Sciences +31 (0)317 483328 Osnabrück [email protected] +49 (0)541 969 2090 [email protected] 7 AgroBot Aardappelopslagverwijderings-app Volunteer Doel in veel gevallen geen oplossing is. het beslissingsalgoritme voor het De aardappelopslag-app voor de Ook is een methode ontwikkeld onderscheiden van de aardappel- BoniRob moet aardappelopslag om te corrigeren voor de schadu- opslagplanten van de suikerbiet- onderscheiden van suikerbieten en wen die in een beeld soms wel en planten. Voor de bestrijding kan vervolgens een precisiebestrijding soms niet aanwezig zijn en vaak gebruik gemaakt worden van uitvoeren. verstorend werken. een reeds beproefde methodiek Plan van aanpak De groene plantdelen worden on- De app moet een robuuste oplos- derscheiden van de achtergrond. sing zijn voor het bestrijden van De groene pixels worden door een Toekomstige ontwikkelingen aardappelopslag in suikerbieten. beslissingsalgoritme ingedeeld De verwachting is dat een Robuust betekent dat onder een in aardappelopslag, suikerbiet prototype van de app in 2015 op grote range van omstandigheden en overig. Daarna wordt op basis kleine schaal ingezet kan worden een goed resultaat gerealiseerd van de kleurinformatie, aange- en dat deze voor 2016 voor de moet worden. Hiervoor gebruiken vuld met informatie over hoogte, praktijk beschikbaar is. Met de we een stereovisie High Dynamic plaats in de rij, vorm en andere app in de BoniRob moet het dan Range camera waarmee onder eigenschappen, bepaald of een mogelijk zijn om aardappelop- een grote range aan lichtinten- groen object een aardappel- slag in suikerbieten autonoom te siteiten gewerkt kan worden en opslagplant is. Vervolgens wordt bestrijden. waarmee we ook de hoogte van een precisiebestrijding uitge- de planten bepalen. De samen- voerd; in eerste instantie met stelling van het licht wordt chemie maar in de toekomst continu gemeten en gebruikt om mogelijk ook mechanisch. gebaseerd op precisietoediening de kleur te compenseren zodat deze constant is en niet afhan- Resultaten kelijk is van het schijnen van de Afgelopen twee jaar zijn veel zon. Er is bewust gekozen voor metingen gedaan. We ontwikkel- het niet gebruiken van een kap den methodes voor het compen- met externe belichting omdat seren van de kleur en voor het dit voor autonome en mobiele corrigeren van schaduwen in het toepassingen met een beperkte beeld. Op dit moment werken we hoeveelheid beschikbare energie aan het verder ontwikkelen van 8 van druppels met glyfosaat. © SmartBot - fotograaf Deborah Roffel Resultaat van het indelen van het beeld in plantmateriaal en achtergrond. De witte vlakken vertegenwoordigen plantmateriaal. Ondanks de aanwezigheid van schaduwen is een door middel van een speciale correctieprocedure toch een goed segmentatieresultaat gerealiseerd. De verschillende beelden overlappen elkaar en om een goede film te maken en elke plant maar een keer te zien in het beeld, moeten de beelden via een speciale techniek aan elkaar “geplakt” worden. Het resultaat van het aan elkaar plakken van vier enkele beelden wordt in het volgende beeld getoond. Contact Jan Willem Hofstee Eldert van Henten Leerstoelgroep Agrarische Leerstoelgroep Agrarische Bedrijfstechnologie Bedrijfstechnologie Wageningen Universiteit Wageningen Universiteit [email protected] [email protected] +31 (0)317 484194 +31 (0)317 483328 Resultaat aan elkaar “geplakte” beelden 9 AgroBot Penetrograaf-app meetinstrument voor het vaststellen van bodemverdichting Deze applicatie is gebouwd op de BoniRob. De penetrograaf is geschikt om bodemeigenschappen met betrekking tot verdichting te meten tot een diepte van ongeveer 80 centimeter. Daarnaast is een bodemvochtigheids- en bodemtemperatuursensor ingebouwd. Het aantal meetpunten en de locaties hiervan worden vooraf ingevoerd en vervolgens verricht de BoniRob deze metingen automatisch, op basis van GPS. In vergelijking met handmatige metingen is het grote voordeel van de penetrograaf dat door de combinatie van het automatische systeem, de temperatuur en de vochtsensoren er een grote mate van uniformiteit en reproduceerbaarheid - en dus betrouwbaarheid - voor grote hoeveelheden meetpunten gerealiseerd wordt. Contact Arno Ruckelshausen University of Applied Sciences Osnabrück +49 (0)541 969 2090 [email protected] 10 Onkruidbestrijdings-app Spraying BoniRob Deze applicatie op de BoniRob is een op een camara gebaseerde module voor selectieve onkruidbestrijding. Door herbiciden op deze wijze in te zetten worden zowel economische als ecologische voordelen bereikt. De onderstaande foto’s laten de samenstelling van de applicatie zien. Op een frame van 75 cm wordt een (goedkope) camera gemonteerd. Deze detecteert met behulp van beeldherkenning de planten. Bij herkenning van een onkruidplantje worden de spuitdoppen geactiveerd en wordt het onkruid gericht bespoten. Contact Arno Ruckelshausen University of Applied Sciences Osnabrück +49 (0)541 969 2090 [email protected] 11 AgroBot Maxtron Suikerbietenoogstrobot 300 20000 18000 250 16000 200 14000 Y-Achse[m] 150 12000 100 10000 8000 50 6000 0 4000 -50 2000 -100 -400 -300 -200 -100 0 100 X-Achse[m] boundary inner ring headland lane storage clamp position bunker filled lane with current bunker level 0 Doel dat de oogststrategie op een veld Methoden afkomstig uit de bestu- bepaalt, het traject van de machine ring van autonome mobiele robots plant en de rijcommando’s bere- kunnen worden ingezet in syste- kent. Focus in de programmering is men om daarmee bestuurders van om eventuele schade aan de bodem oogstmachines te ondersteunen. tijdens de oogst tot een minimum Het doel van dergelijke systemen te beperken. Als demonstratie is om het totale oogstproces te op- wordt de zelfrijdende bietenoogst- timaliseren. Als voorbeeld voor dit machine Maxtron 620 van de firma soort onderzoek werkt AgroBot aan Grimme ingezet. de automatisering van de suikerbietenoogst. Daarvoor wordt een programmeringssysteem ontwikkeld 12 Procedure meringssysteem en machine en Voor de softwareontwikkeling bepalen we de parameters voor gebruiken we ROS (Robot Ope- de machinebesturing. rating System); de programmeringssoftware stuurt de Maxtron Resultaten en toekomstige via CAN-bus en MicroAutoBox. ontwikkelingen Op basis van gegevens over het Ondersteunende systemen die veld en eigenschappen van de vandaag de dag technisch al machine wordt voor de Maxtron mogelijk zijn, dragen bij aan het een rijroute geprogrammeerd, optimaliseren van de rentabiliteit waarbij we dubbeling van paden en minimaliseren van bodem- zoveel mogelijk vermijden. schade. Programmeringssys- Daarvoor ontwikkelen we een temen maken het oogstproces “trajectplanning met geheugen”, transparanter, bieden betrouw- die voor de resterende planning bare informatie over het oogsten rekening houdt met al eerder en ontlasten de bestuurder in bewerkte oppervlakken. Het combinatie met een gedeelte- programmeringssysteem testen lijk autonome besturing. In de we eerst in een simulatie op ba- toekomst zijn machines mogelijk sis van werkelijke gegevens van die verregaand autonoom zijn; bietenvelden. In experimenten vóór die tijd dienen echter nog met de Maxtron controleren we juridische en organisatorische de interfaces tussen program- aspecten te worden uitgewerkt. Contact DFKI Bremen Robotics Innovation Center Außenstelle Osnabrück Dr. Stefan Stiene [email protected] +49 (0)541 969 3956 www.dfki.de/robotik Michael Wischmeyer +49 (0)5491 666 0 [email protected] www.grimme.com 13 AgroBot SmartCenter Het SmartCenter is het robot dige begeleiding ondersteund open innovatie en co-creatie door een inspirerende omgeving centrum waar boeren, onderzoe- bestaande uit geluid, licht, be- kers en studenten gezamenlijk wegende beelden en natuurlijke nieuwe ideeën ontwikkelen voor materialen. het toepassen van robot en sensortechnologie in de landbouw. Concepten ontwikkeld in het Het SmartCenter is geïnspireerd SmartCenter zijn onder andere op de Future Centres van de Ne- commander-swarm systemen derlandse overheid (o.a LEF-cen- waar robots onder leiding van trum van Rijkswaterstaat) en de een centraal commando systeem FabLabs waar concrete prototy- als “cellulaire mieren” hun werk pen gemaakt kunnen worden. op de akker verrichten. Het vernieuwende is om met zo weinig Het SmartCenter maakt gebruik mogelijk kunstmatige intelligen- van creatieve denkmethoden die tie het werk op de akker uit te versterkt worden door deskun- kunnen voeren. Oogst-Hovercraft • All-weather oogst machine onder natte modderige omstandigheden • Oogstmachine delen zijn binnen het luchtbed. • De oogst wordt in de luchtstroom schoongeblazen Zelf-printende oogstmachine • Op het veld wordt het juiste gereedschap voor de oogst ter plekke in 3D geprint. • Manipulator armen worden benut voor het monteren van het gereedschap en helpen mee met de oogst 14 Contact Het SmartCenter is gevestigd bij de Fachhochschule in Osnabruck. Het SmartCenter staat onder leiding van Irmgard Starmann, [email protected]. Sensorballen • Veld- en gewaseigenschappen worden met goedkope sensorballen gemeten. • Ballen communicatie-netwerk (WIFI of GSM) l zendt gegevens naar centrale computer van boer Clean Bot • Direct verwerken van suikerbiet tot suikerpulp op het veld • Het overtollige uitgeperste water wordt gebruikt voor schoonmaken en het spaart in transportkosten naar de fabriek. 15 AgroBot ©SmartBot 2014 Dit is een uitgave van het INTERREG IVA project SmartBot Redactie SmartBot AgroBot Mathilde van Werven Leadpartner Stichting INCAS³ Prof.dr.ir. Rob van Haren DLV Plant Dr. J.H.G. van Pol [email protected] +31 (0)317 491 578 Dr. Nassaulaan 9 +31 (0)6 201 821 10 [email protected] 9401 HJ Assen – Nederland www.dlvplant.nl +31 (0) 592 86 00 00 SmartBot-AgroBot is powered by SmartBot-AgroBot is mede mogelijk gemaakt door www.deutschland-nederland.eu 16 www.smartbot.eu
© Copyright 2024 ExpyDoc
