20/10/2023
Door Ad Spijkers
Het beschermen van mensen speelt een cruciale rol bij autonome machines in de agrarische sector.
Automatisering zoals het melken van koeien met melkrobots kan voor boeren een grote verademing zijn. Dat geldt vooral omdat ze steeds meer moeite hebben met het vinden van personeel. De volgende stap was het automatiseren van het voeren, als volgende tijdrovende proces.
Samen met Strautmann & Söhne in Bad Laer (25 km zuidelijk van Osnabrück) wilde Dr. Christian Meltebrink een autonome voermengwagen ontwikkelen die zelfstandig voer uit de silo haalt, naar de stal rijdt en de dieren voert. Het is belangrijk dat het voertuig veilig is en bijvoorbeeld geen mensen raakt. Het moet ook betrouwbaar functioneren en zelfs bij regen, mist, duisternis of stof bruikbaar zijn.
Testopstelling
Er zijn sensoren op de markt die mensen kunnen herkennen. Maar hoe kan worden bewezen dat ze betrouwbaar werken in een agrarische omgeving? Een boerenbedrijf omvat vaak ook de woning van de boer en er spelen kinderen. Dat is een heel andere omgeving dan een beveiligde bedrijfshal.
Meltebrink heeft hij een nieuwe methode ontwikkeld en geïmplementeerd met behulp van een zelfgebouwde testbank waarop een proefpersoon wordt bewogen (foto). In een rek (links naast de proefpersoon) kan een grote verscheidenheid aan sensoren worden getest en vergeleken. Oorspronkelijk zouden vijf verschillende sensoren worden getest. Maar de interesse van sensorfabrikanten was zo groot dat uiteindelijk vijftien sensoren werden gemonteerd in plaats van vijf. Bij zijn proefschrift werd hij begeleid door de Hochschule Osnabrück en de Technische Universität Berlin.
Behalve het selecteren van verschillende sensoren was ook het juiste proefstuk cruciaal. In het experiment vertegenwoordigt dit de persoon die de sensoren moeten herkennen. Meltebrink begon met een eenvoudige mannequin, waarvan de proporties overeen komen met die van een mens. Maar een pop kan bijvoorbeeld de lichtreflectie van de menselijke huid niet correct nabootsen. De promovendus heeft lang moeten zoeken totdat hij een proefexemplaar vond dat voor alle sensoren werkt. Hij experimenteerde ook met verschillende kleding.
Veel testen
De proefopstelling met sensoren en proefexemplaren stond bijna twee jaar in een veld in Hagen am Teutoburgerwoud en werd blootgesteld aan weer en wind. Dit betekende dat een grote verscheidenheid aan omgevingsomstandigheden kon worden getest. Op basis van de verzamelde gegevens kunnen nu verschillende sensoren en met name verschillende soorten sensoren met elkaar worden vergeleken.
Na zijn doctoraat cum laude te hebben afgerond, werkt Meltebrink nu aan deze onderwerpen bij een sensorfabrikant in portfolio- en innovatiemanagement. Zijn proefopstelling is verhuisd van de proeffaciliteit in Hagen naar het Agro-Technicum terrein op Campus Westerberg in Osnabrück. Daar wordt nu verder gewerkt aan de resultaten. De data worden geëvalueerd en aanvullende sensoren worden getest.
Foto: Dr. Christian Meltebrink