11/01/2023
Door Ad Spijkers
Robots kunnen de agrarische sector productiever en efficiënter maken. Maar om de ontwikkeling te versnellen, is volgens het Britse Agri-EPI Centre meer samenwerking nodig.
Robotica heeft verschillende toepassingen in de landbouw, vooral wanneer systemen de productiviteit van een krimpend personeelsbestand kunnen verbeteren of meer productie-efficiëntie kunnen bieden. Om succesvol te zijn in deze toepassingen, moeten de gecreëerde systemen echter betrouwbaar zijn, in termen van fysieke robuustheid op de lange termijn. Maar dat geldt ook in het vermogen van hun besturingssoftware om de grote verscheidenheid aan scenario's aan te kunnen die ze in een landbouwomgeving zullen tegenkomen.
Dit betekent dat de robots zowel goed ontworpen als goed getest moeten zijn om aan de behoeften van boeren te voldoen. Dit vergt een ontwerp dat veiligheid en betrouwbaarheid benadrukt.
Goed begrip
Een goed ontwerp vereist een goed begrip van de behoeften en eisen van boeren en hun landbouwsystemen. Dit strekt zich uit van de kernwaarden van een boer, zoals veiligheid, tot specifieke eisen die ontstaan door de combinatie van hun manier van werken en het land waarop ze werken. Als dit begrip voor een landbouwsysteem er niet is, is de kans groot dat het uiteindelijke product ongeschikt zal zijn, ofwel een mislukt product of een lange ontwikkelingstijd om de tekortkomingen op te lossen.
Inzicht ontstaat door samenwerking met een grote verscheidenheid aan boerderijen binnen de doelmarkt voor de technologie, niet slechts een handjevol. In veel landbouwsectoren is de ontwerpfase vooral belangrijk gezien het beperkte testseizoen en de mogelijkheid om het ontwerp te herhalen.
Testen belangrijk
Ook testen is belangrijk voor het creëren van een betrouwbaar product. In de landbouw vereist dit een nauwe samenwerking met boeren om ervoor te zorgen dat de robot aan hun behoeften voldoet. Het gaat om complexe machines zijn, die ook vaak gevaarlijk zijn als ze niet zijn gemaakt met een sterk veiligheidsproces. Dus moet ook het testregime streng genoeg zijn om ervoor te zorgen dat het systeem zal functioneren met de gewenste betrouwbaarheid voor alle ontwerpvereisten.
Een rigoureus testregime vereist meestal meerdere proeven voor elke vereiste, in meerdere operationele scenario's zoals verschillende weersomstandigheden, grondsoorten, gevaren, faalmodi, gewassen enz. Als deze tests niet worden voltooid, zal het robotsysteem zeker situaties tegenkomen waarbinnen het niet kan functioneren, wat ongelukkige gevolgen kan hebben voor de gebruiker of fabrikant.
Helaas vereist het voltooien van dit grote aantal tests een reeks testfaciliteiten, waarvan sommige mogelijk buiten het bereik liggen van een bedrijf dat zich richt op een klein aantal landbouwtoepassingen. Een goed ontwerp en testen zijn essentieel voor het maken van succesvolle producten, maar dit brengt helaas hoge kosten met zich mee. Dit doen voor het brede scala aan complexe bedrijfsscenario's in de landbouw, evenals de korte testcycli, drijft de kosten van het ontwikkelen van landbouwrobots op.
In het Verenigd Koninkrijk houdt het Agri Epi Centre zich met deze problematiek bezig. Het land telt een groot aantal agri-roboticabedrijven die hun systemen bijna vanaf de basis creëren en elk afzonderlijk de kosten in tijd en geld van deze ontwikkeling dragen. Dit creëert belemmeringen voor acceptatie in termen van kosten, bewerkingen die door robots kunnen worden uitgevoerd, of lage betrouwbaarheid als gevolg van slechte engineering. Ook verhoogt dit de hoeveelheid tijd die nodig is voordat producten op de markt komen. Hier geld het gezegde 'Goed, Goedkoop, Snel. Kies er twee'. Maar sommige dringende behoeften betekenen dat ontwikkelaars manieren moeten vinden om die impasse te doorbreken.
Samenwerking
De voor de hand liggende oplossing voor deze impasse is om de samenwerking tussen ag-robotica-ontwikkelaars te vergroten. Dit wordt al vele jaren voorgesteld, maar er is nog geen haalbare oplossing. Directe samenwerking is moeilijk om commerciële redenen (ontwikkelaars strijden om hetzelfde geld) maar ook om technische redenen (het is een uitdaging om componenten tussen robots te delen).
Een mogelijk oplossing is het bouwen van een ecosysteem van aanpasbare, compatibele componenten en platforms die kunnen worden gebruikt om een groot aantal agrarische robotsystemen te creëren. Zo'n ecosysteem zou robuust kunnen worden getest om betrouwbaarheid te garanderen wanneer het wordt geïntegreerd als onderdeel van een groter systeem. Zo zouden de ontwikkelingskosten in toenemende mate worden gedeeld, zonder dat een enkele robotfabrikant inkomsten zou verliezen, aangezien ze allemaal ontwikkelen voor specifieke agrarische niches.
Door een set beproefde componenten te gebruiken, kunnen ontwikkelaars zich concentreren op het waarborgen van een goed begrip en ontwerp voor specifieke problemen in de landbouw, terwijl het ook gemakkelijker wordt om de robots te integreren en te testen.
Robotica in de landbouw is een veelbelovend terrein. Met het juiste ontwerp en testen en met samenwerking tussen ontwikkelaars zou het een groot succes kunnen worden. Door de behoeften en vereisten van boeren te begrijpen en die te gebruiken om een ecosysteem van componenten en platforms te creëren, kunnen robots worden ontwikkeld die hoogwaardig, robuust, betrouwbaar en veilig zijn.
Foto: Agri-EPI Centre