Zelfdenkende robot met groene vingers

Robottechnologie uit de auto- en voedingsmiddelenindustrie wordt nu ook toegepast in de tuinbouw. Machinebouwer Jentjens ontwikkelde een robot die stekjes van potrozen knipt en plant. ,,Machinebouwers in Oost-Europa zijn goedkoper, wij moeten het hebben van de kennis die we zelf toevoegen.''

Netjes op een rij staan ze, de vier robots van potplantenkwekerij Nolina in het Zuidhollandse Woubrugge. In een razend tempo knippen en planten ze stekjes voor potrozen: gemiddeld zo'n vierduizend per uur. ,,Dat gebeurde ruim een half jaar geleden nog allemaal met de hand'', zegt directeur Ton Groot. ,,Saai en monotoon werk waarbij de aandacht nog wel eens verslapte.'' Dat kon leiden tot slordig of onregelmatig geknipte stekjes. ,,Daar heb je met een robot geen last van. Die knipt altijd precies op de juiste plek.''

De technologie die daar achter zit, komt van Jentjens Machinetechniek in het Brabantse Veghel. Het bedrijf is gespecialiseerd in het automatiseren van productieprocessen met behulp van robots. ,,Wij bouwen machines die niet één standaard handeling eindeloos herhalen, maar die een product eerst meten en analyseren en op basis van die gegevens bepalen wat ze er precies mee doen'', zegt directeur George Jentjens. ,,We noemen dat oriented handling, een combinatie van meten met behulp van camera's, analyseren met behulp van software en één of meer bewerkingen uitvoeren met behulp van robots.''

Jentjens bouwde zulke machines eerder al voor producenten van onder meer auto-onderdelen, chocoladerepen, scheerapparaten en medicijnen. Bij toeval kwam de machinebouwer in de tuinbouwsector terecht. ,,Twee Nederlandse, een Duitse en een Deense kweker hadden samen bedacht dat het mogelijk moest zijn om het planten van stekjes voor potrozen te robotiseren. Ze hadden alleen nog geen machinebouwer gevonden die dat kon.''

Enkele producenten van tuinbouwmachines hebben het wel geprobeerd, maar zonder succes. ,,Zij zochten vooral naar traditionele oplossingen'', zegt Ton Groot van Nolina, één van de betrokken kwekers, die 7,6 miljoen potrozen per jaar kweekt. ,,Maar dit probleem vergde juist een fundamenteel nieuwe aanpak.'' De bestaande tuinbouwmachines mechaniseren een deel van het productieproces: er zijn bijvoorbeeld automatische eb- en vloedsystemen en rolcontainers voor het transport van planten binnen kassen. ,,Maar robotiseren gaat een stap verder dan mechaniseren. In dit geval moest de robot een aantal menselijke handelingen vervangen en dus zelf beslissingen nemen.'' Een robot met groene vingers dus.

De kwekers kozen voor Jentjens omdat het bedrijf robottoepassingen ontwikkelde voor uiteenlopende sectoren. ,,De kennis die we daar hadden opgedaan, konden we ook toepassen in de tuinbouw'', zegt elektrotechnicus Marijn Peters Sengers. Hij was bij Jentjens betrokken bij de ontwikkeling van de volautomatische stekjesrobot. ,,Bij de machines die we al eerder gebouwd hadden, was het voordeel dat de producten allemaal exact hetzelfde waren. Daardoor konden we veel handelingen van de robots standaardiseren.''

Bij de potrozen lukte dat niet. ,,Aangezien iedere plant anders is, moet de robot eerst de exacte afmetingen van de plant kennen, voor hij kan berekenen waar hij moet knippen.'' Alleen meten of een product lang of hoog genoeg is, was dus niet genoeg. ,,De machine moest een driedimensionale foto van de plant maken en daarna beoordelen welk deel geschikt is om te gebruiken als stekje.'' Jentjens nam daarvoor het Eindhovense Aris in de arm, dat gespecialiseerd is in het ontwikkelen van camerasystemen voor industriële toepassingen.

In de stekjesrobot van Jentjens worden de rozentakken aan haken opgehangen – de enige handeling die nog met de hand gebeurt – en vervolgens naar één van de vier robots getransporteerd. Het takje wordt voor een camera rondgedraaid, zodat de camera het vanuit alle hoeken kan bekijken. ,,De camera zet die beelden om in een driedimensionale doorsnede en toetst die gegevens vervolgens aan allerlei criteria die in de computer zijn opgeslagen.'' Takken die niet binnen de vastgestelde marges vallen, gooit de robot weg. ,,Van de takken die goedgekeurd zijn berekent hij, ook weer aan de hand van criteria, wat de beste plekken zijn om er stekjes van te knippen.''

De computer stuurt de juiste knippositie naar de robot, die het stekje vervolgens afknipt, in planthormonen dipt (die ervoor zorgen dat de wortels gaan groeien) en in een pot plant. Dit alles duurt per stekje een paar seconden. ,,Dat is mede te danken aan de ontwikkeling van snelle computerchips'', aldus Peters Sengers. ,,Die hebben ervoor gezorgd dat de computer de gegevens van de camerabeelden heel snel kan verwerken tot een commando aan de robotarm.''

Een belangrijk voordeel van de met de robot gemaakte stekjes, is dat die zeer uniform zijn. ,,De potrozen die daaruit voortkomen, zijn dus ook allemaal min of meer gelijk'', zegt Ton Groot van Nolina. ,,Dat levert een constante kwaliteit op die je met handmatig stekken nooit bereikt. Daardoor brengen met de robot geplante potrozen op de veiling ook meer op.'' Dat is dubbel winst voor de kwekers, want die besparen met de robot ook fors op loonkosten. Om de robots draaiende te houden, zijn gemiddeld twee mensen nodig. Handmatig stekken vergde een veelvoud daarvan. ,,Mensen die bovendien moeilijk te vinden waren.''

Automatisering is in de tuinbouw van levensbelang, zegt Groot, die verwacht de investering in de machine in twee à drie jaar terug te verdienen. ,,We hebben dit soort innovaties nodig om concurrerend te blijven. Want terwijl onze kosten, vooral lonen en energie, alsmaar stijgen, kan de verkoopprijs van onze planten in de winkel niet echt omhoog. Dan koopt de consument gewoon een andere, goedkopere plant.''

Doordat potplanten te volumineus zijn om over grote afstanden te vervoeren, hebben kwekers weinig last van concurrentie uit Afrikaanse landen. Voor snijbloemen ligt dat anders: die komen in grote volumes naar Europa uit landen als Kenia, Tanzania en Ethiopië, waar de lonen laag zijn en de zon altijd schijnt. ,,In die tak van de tuinbouw is automatisering van levensbelang om in Nederland te kunnen blijven kweken'', zegt verkoper Erik Wekking van Jentjens. ,,We bekijken dan ook of we ook voor hen machines kunnen ontwikkelen en wat zo'n machine mag kosten om voor telers een acceptabele terugverdientijd te realiseren.''

Dat heeft tot nu toe tot twee concrete projecten geleid: een oogstrobot voor het automatisch knippen van snijrozen en een stekjesmachine voor andere planten dan potrozen. De snijrozenknipper ontwikkelt Jentjens samen met de universiteit van Wagingen en installatiebedrijf Van Doren Engineers. ,,Snijrozen knippen is zeer arbeidsintensief, dus in die sector valt er veel te winnen. We kunnen hierbij gebruik maken van de kennis die we hebben opgedaan bij de ontwikkeling van een stekjesrobot voor potrozen.''

Een belangrijk verschil voor Jentjens is dat het bedrijf de oogstrobot voor snijrozen op eigen risico ontwikkelt. ,,De stekjesrobot is in opdracht en op kosten van vier kwekers ontwikkeld, dus zij zijn ook eigenaar van de technologie. Doordat we de oogstrobot zelf ontwikkelen, kunnen we hem straks ook zelfstandig verkopen.''

Het tweede project is een stekjesmachine voor onder andere coniferen en buxusplanten. Deze stekjes worden niet uit takken geknipt, zoals bij de potrozen, maar in lagelonenlanden met de hand geknipt en in grote zakken bij elkaar aan kwekers geleverd. Met de nieuwe stekmachine van Jentjens hoeven de kwekers de stekjes alleen maar op een lopende band te leggen. Een robot haalt ze vervolgens uit elkaar, beoordeelt met behulp van een camerasysteem wat de onderkant van het stekje is, pakt het daar op en plant het in een pot. ,,Van dit systeem is afgelopen zomer het eerste exemplaar verkocht'', aldus Wekking.

De ontwikkeling van systemen voor eigen risico past volgens directeur George Jentjens in de ontwikkeling van zijn bedrijf – waarvan hij volledig eigenaar is – tot volwaardige systemenleverancier. ,,We zijn begonnen met het bouwen van machines op basis van tekeningen van anderen. In de jaren negentig zijn we ook ontwikkeling gaan doen in opdracht van klanten en we willen uiteindelijk vooral zelf ontwikkelde machines leveren.'' Volgens Jentjens ligt daarin ook het bestaansrecht van zijn bedrijf. ,,Het bouwen van bestaande systemen kunnen machinebouwers in Oost-Europa goedkoper dan wij. Wij moeten het hebben van de kennis die we zelf toevoegen aan een machine.''

Jentjens maakt de meeste onderdelen van zijn machines overigens ook niet zelf. ,,Dat besteden we uit aan toeleveranciers in met name Tsjechië, waar we een eigen inkoopkantoor hebben. Wat wij zelf nog doen, is het ontwikkelen van de besturingssoftware, het aan elkaar koppelen van alle systemen en de eindassemblage.'' Van de 45 werknemers van Jentjens houden de meeste zich bezig met ontwikkeling.

Jentjens haalt op dit moment ongeveer een derde van zijn 9 miljoen euro omzet uit de tuinbouw. Van de stekjesrobot voor potrozen zijn er tot nu toe twaalf verkocht. Van de huidige afzetmarkten biedt de tuinbouw volgens Jentjens de beste toekomstperspectieven.

,,De productie van onder andere auto-onderdelen en huishoudelijke apparaten krimpt in Nederland, dus ik verwacht niet dat we daar nog veel nieuwe machines voor kunnen ontwikkelen.''

Het helpt volgens Jentjens dat Nederland op het gebied van tuinbouw voorop loopt. ,,De sector staat welwillend tegenover de invoering van nieuwe, innovatieve werkwijzen en draagt ook, onder andere via het productschap tuinbouw, gezamenlijk bij aan de ontwikkelingskosten daarvan.'' Als een systeem eenmaal functioneert, is er volgens Jentjens in Nederland ook voldoende kritische massa aanwezig om het op een behoorlijke schaal af te kunnen zetten. ,,En als Nederlandse telers een technologie eenmaal omarmen, volgen hun collega's in de rest van de wereld vanzelf.''

Dit is de achtste en laatste aflevering van een serie over economische sectoren waarin het Nederlandse bedrijfsleven innovatief is.

Eerdere delen verschenen op 14 (MassiveMusic), 21 (Eco-Point) en 28 juli (Compa Tech) en 4 (Ophtec), 11 (Nedstack), 18 (Paques) en 25 (Asparagus) augustus.

Zie ook www.nrc.nl.

    • Jochen van Barschot