Robot stelt je salade samen

27 februari 2024 Wageningen University & Research WUR
Stel je voor: Een flexibele robot die zelf een pakje soepingrediënten of bamigroenten samenstelt. Een vision + robotics team van WUR-onderzoekers werkt aan deze innovatie met tal van toepassingsopties.

WUR-onderzoekers van Vision + Robotics gaan die uitdaging aan binnen het NXTGEN Hightech-programma dat de Nederlandse overheid heeft opgezet om de hightechindustrie in Nederland de komende vijf jaar een impuls te geven. Dit agrifoodproject sluit mooi aan bij ´PicknPack´, een EU-project onder leiding van WUR´s Vision + Robotics dat liep van 2011 tot 2016, waarin robotmodules werden ontwikkeld om onder andere verse groenten uit oogstkratten te halen, de kwaliteit te meten, te sorteren en te verpakken. Dat is best lastig, volgens Paul Goethals, business development manager van Vision + Robotics. Je hebt het niet over auto-onderdelen die altijd dezelfde vorm en hetzelfde gewicht hebben; Je hebt te maken met ´delicate´ producten met steeds iets andere vormen. Geen enkele komkommer, paprika of courgette is precies hetzelfde. En een tomaat is geen mandarijn. Een robotgrijper moet dus goed zicht hebben op wat hij in handen krijgt. Dat is het grote verschil met bijvoorbeeld de auto-industrie, waar ze al geruime tijd met robotica bezig zijn.

Machine learning

Goethals legt uit: “Wat we nu bijvoorbeeld doen, is stukjes paprika in een slabakje leggen, in een indeling die er ook nog eens smakelijk uitziet. Pakken, wegen en verdelen vanuit een bulkverpakking – die robotarm moet het allemaal kunnen combineren. Hoe meer hij leert, hoe beter hij wordt. Dit is machine learning: de robotarm heeft geleerd om beslissingen te nemen met behulp van een set basisafbeeldingen. Het kan zijn algoritme steeds verder blijven verfijnen met nieuwe beelden en in nieuwe situaties, en daardoor steeds sneller werken en steeds gemakkelijker beslissingen nemen. Als het eenmaal goed is voor stukjes gesneden paprika, kun je doorgaan met stukjes wortel of andere producten.”

Paul Goethals: "We begrijpen steeds beter welke signalen van zo´n camera betrekking hebben op specifieke kwaliteitsparameters"

Sensoren en robotica in opmars

Bedrijven hadden in 2011 geen haast om PicknPack te adopteren, herinnert Goethals zich, omdat de toepassingen buiten het laboratorium nog niet goed genoeg werkten en er nog voldoende ´handjes´beschikbaar waren. 
Maar de belangstelling voor sensoren en robotica binnen agrifood is de afgelopen jaren enorm gegroeid. Dit komt door de sprong in technologische ontwikkeling, maar het heeft ook veel te maken met het inmiddels enorme tekort aan handen binnen de voedselverwerkende industrie.

Veel mensen vinden het ook geen leuke baan, werken aan een productielijn, schouder aan schouder in een koude fabriekshal, soms in drielaagse witte pakken, jassen en hoeden vanwege hoge hygiënenormen. "Robots kunnen daar op steeds meer plekken de rol van de mens overnemen, zeker als we erin slagen om alle losse ingrediënten van salademaaltijden, pakjes soepingrediënten en nasigroenten met een machine te verzamelen en te verpakken."

Salade-assemblage

Samen met partners uit het bedrijfleven gaan WUR-experts van Vision + Robotics kijken of ze dat voor elkaar kunnen krijgen. Een behoorlijke uitdaging. Je hebt daarvoor een ‘zelfdenkende’ robotarm nodig, voorzien van tal van grijper-tools. Het ene maaltijdsalade- ingrediënt moet hij met die grijper uit een oogstkrat oppakken, het andere met weer een andere grijper uit een ander krat. En beide moet hij nog eens netjes in één consumentenverpakking leggen ook. Ook moet zo’n flexibele robotarm snel en automatisch van tools kunnen wisselen. Helemaal in een tijd waarin de batches van maaltijdsalades alsmaar kleiner worden.

Kijk naar de enorme hoeveelheid salades die je ook in jouw supermarkt kunt krijgen. Goethals: “Als je voor elke variatie je productielijn moet omstellen, dat is geen doen. Dan staan honderden mensen aan die lijn ineens twintig minuten met de handen omhoog. Met een flexibele robot kun je op die trend van massa-individualisering inspringen.” 

Niet-destructieve detectie

Kwaliteitscontrole is nog steeds voor een groot deel mensenwerk, want ja, mensen zien snel of fruit nog wel okay oogt. Net zoals of een perzik rot of overrijp is of donkere butsen heeft. En anders ruiken ze dat wel. Maar let op, sensoren kunnen wellicht die ogen en handen overnemen.

Goethals: “We zijn ook al enige tijd bezig met het ontwikkelen van zogenaamde ‘non-destructive sensing’. Kwaliteitsmeting zonder groente of fruit open te hoeven snijden." Daarvoor bestaat binnen Vision + Robotics een hele afdeling die onder andere werkt met hyperspectrale camera’s. Om te kijken hoe je kwaliteit, zoals bijvoorbeeld suikergehalte, vochtgehalte en rijpheid / hardheid, kunt meten. En om te kijken hoe je vroegtijdige ontwikkeling van bederf kunt traceren.

“We begrijpen steeds beter welke signalen uit zo’n camera relateren aan specifieke kwaliteitsparameters in fruit en andere levensmiddelen. Als je dit soort technologie kunt inbouwen in bijvoorbeeld sorteermachines en verpakkingsmachines, kun je betere logistieke beslissingen nemen en daarmee niet alleen voedselverspilling tegengaan, maar ook beter aan de verwachting van de consument voldoen.

Geen enkele komkommer, paprika of courgette is precies hetzelfde

 

Dit artikel verscheen eerder op: Evmi

Altijd op de hoogte blijven?