Robot verpakt (salade)maaltijden

29 oktober 2023

Zie jij het al voor je? Een flexibele robot die zelf een soeppakket of zakje bamigroenten samenstelt.WUR-onderzoekers van Vision + Robotics gaan die challenge aan. Binnen het programma NXTGEN High Tech waarmee het Nederlandse kabinet de komende vijf jaren een boost geeft aan de high tech industrie in Nederland.

Een tomaat is geen bougie

Het agrofoodproject binnen NXTGEN is een follow-up van ‘PicknPack’, een WUR-initiatief van Vision + Robotics dat liep van 2011 tot 2016 waarbij robotmodules werden ontwikkeld voor onder meer het oppakken van verse groenten uit oogstkratten, automatisch kwaliteit meten, sorteren en het inpakken van deze producten. Best lastig, vertelt Paul Goethals, business development manager van WUR Vision + Robotics. Je praat niet over auto-onderdelen met continu dezelfde vorm en hetzelfde gewicht, maar hebt te maken met ‘gevoelige’ producten met steeds een iets andere vorm. Geen komkommer, paprika of courgette is precies hetzelfde. En een tomaat is geen mandarijn. Een robotgrijper moet dus goed ‘zien’ wat hij in zijn ‘handen’ krijgt. Dat is dan ook het grote verschil met automotive waar ze al veel langer met robots werken.

Machine learning

Goethals vertelt: “Wij zijn nu bijvoorbeeld bezig met paprikastukjes in een saladebak te leggen, op zo’n manier dat het er ook appetijtelijk uitziet.” Vastpakken, wegen en verdelen uit het voorraadkrat, die robotarm moet het allemaal combineren. Hoe meer hij leert, hoe beter hij wordt. Het is machine learning, aan de hand van een set basisbeelden heeft hij beslissingen leren nemen. “Hij kan z’n algoritme steeds verder verfijnen met nieuwe beelden en situaties, steeds sneller werken en steeds makkelijker beslissingen nemen. Als hij dat eenmaal voor stukjes gesneden paprika goed kan, kun je overgaan naar stukjes wortel of iets anders wat daarop lijkt.

Nasigroenten

Bedrijven stonden in 2011 nog niet te trappelen voor PicknPack, herinnert Goethals omdat toepassingen nog niet buiten het laboratorium werkten en er nog voldoende ‘handjes’ beschikbaar waren. Maar de interesse voor sensoren en robotics binnen agri-food is de afgelopen jaren enorm gegroeid. Dat komt door de sprong in technologie ontwikkeling, maar heeft ook veel te maken met het inmiddels grote tekort aan handjes binnen de voedselverwerkings- industrie. Het is geen fijn werk ook, aan de lopende band, schouder aan schouder in een koude fabriekshal. Soms driedubbel ingepakt in witte pakken, jassen en mutsen vanwege het hoge hygiëneniveau. “Robots kunnen daar op steeds meer plekken de rol van mensen overnemen. Helemaal als we erin slagen alle losse ingrediënten van maaltijdsalades, soeppakketten en nasigroenten met een machine te verzamelen en te verpakken.”

Maaltijdsalade 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.”

Non-destructive sensing

Kwaliteitscontrole is nog 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 zgn. ‘non-destructive sensing’ kwaliteitsmeting zonder groente of fruit open te hoeven snijden Daarvoor bestaat binnen Vision + Robotics een hele afdeling die o.a. 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.

ir. PHI (Paul) Goethals MSc

Business Development Manager

Neem contact op met ir. PHI (Paul) Goethals MSc