De ontwikkeling van een veelzijdige, autonome en vooral breed inzetbare agrorobot stimuleren, dat is het doel van het CIMAT-project. Door een prototyperobot en bijhorende werktuigen te bouwen, willen de projectpartners constructeurs op weg helpen om een machine op de markt te brengen voor kleine en middelgrote land- en tuinbouw-bedrijven. Ondertussen is het prototype klaar voor de eerste veld-proeven. Dat prototype rijdt op afstandsbediening, heeft een unieke vierwielsturing en aanpasbare werkbreedte. Dankzij de drie driepunts-hefinrichtingen kan de gebruiker meerdere werktuigen tegelijk aan het werk zetten, zoals een wiedeg, een schoffelmachine, een strooier én een bodemsensor.
Kleinere landbouwbedrijven die focussen op biologische teelt of nicheteelten als specifieke groente-, (klein)fruit- of boomteelt hebben baat bij kleinere, meervoudig inzetbare, intelligente machines. Door een prototyperobot en bijhorende werktuigen te bouwen, willen de projectpartners van CIMAT constructeurs een prototype bieden om verder uit te werken tot een robot die ze commercieel beschikbaar kunnen stellen. “Talrijke brainstormsessies met landbouwers en bedrijven in Vlaanderen en Nederland leerden ons dat flexibiliteit essentieel is, zowel bij de aansturing en beweging als in de functionaliteiten”, vertelt Joran Barbry van Inagro. Na veel denk- en tekenwerk volgde het constructieproces. Sinds vorige zomer vinden talrijke veldtests plaats om het robotplatform verder te optimaliseren.
Bekijk de video met voorstelling van de CIMAT-robot.
Unieke vierwielaansturing
De CIMAT-robot is ongeveer vier meter lang en heeft een spoorbreedte die ingesteld kan worden tussen 1,2 en 1,8 m. Als de gebruiker de tussenkoker aanpast, dan kan hij ook andere spoorbreedtes instellen. De robot heeft een onafhankelijke vierwielaansturing. Er zijn vier elektrische 5 kW-motoren voor de aandrijving en vier motoren voor de sturing. Daardoor kan elk wiel in elke mogelijke richting rijden. Dat creëert heel wat mogelijkheden: korte draaicirkels, ter plaatse draaien, loodrecht rijden op de oriëntatie, rijden in hondegang, etc.
"Bestaande platformen - zoals een differentiële robot, een robot met kniksturing of Ackermann - kunnen dat niet. De flexibele sturing is dus een grote troef", vertelt Simon Cool van ILVO. Via joysticks kan de gebruiker de robot op afstand bedienen. Met in totaal 20 kW elektrisch vermogen beschikt de robot over een hoog tractiekoppel waarmee hij zichzelf én de werktuigen kan voorttrekken op een oneffen ondergrond.
Bekijk de video met simulatie van de rijtechnieken.
Hydraulische driepuntshefinrichting en twee nieuwe werktuigen
Voor de koppeling met werktuigen zijn er drie hydraulische driepunthefinrichtingen. Aan de achter- en voorkant is een cat. 1 hefinrichting voorzien en in het midden een cat. 2 driepuntshef. Zo wordt het gewicht zoveel mogelijk verdeeld, wat de stabiliteit en autonome sturing van de robot ten goede komt. Meerdere werktuigen kunnen tegelijk aan het werk gezet worden, zoals een wiedeg, een schoffelmachine, een strooier, een spuitmachine of een bodemsensor. Er is ook een dubbelwerkende hydraulische aansluiting beschikbaar om het hydraulische vermogen over te brengen naar de werktuigen.
Naast de robot ontwikkelt CIMAT ook twee verschillende werktuigen. Projectpartner Vanhoucke Engineering bouwt een schoffelmachine en bekijkt de mogelijkheid om onkruid thermisch te behandelen. Het tweede werktuig is een bodemsensor die onder andere bodemverdichting en –vochtgehalte bepaalt.
Dataverzameling
De sensoren en controllers van het robotplatform zijn geconnecteerd met de cloud. De connectie met de databank wordt verder afgewerkt zodat de robot alle sensorinformatie draadloos kan doorsturen. Verzamelde data wordt samen met plaatsbepalingsinformatie opgeslagen voor een realtime-evaluatie of latere verwerking. “Dat biedt een grote meerwaarde om parameters gedetailleerd in kaart te brengen die van belang zijn voor de verdere ontwikkeling van het platform. Zo kunnen we visualiseren hoeveel vermogen elke motor nodig heeft bij een bepaalde bewerking op een bepaalde locatie. Die info kan belangrijk zijn bij toekomstige ontwerpkeuzes. Bovendien kunnen we zo dynamische parameters inschatten die van belang zijn voor het autonome navigatie-algoritme waar ILVO en KU Leuven momenteel aan werken”, vult Dries Vanoost van KU Leuven aan.
Binnenkort implementeren de projectpartners ook een camerasysteem met bijhorende software voor datacaptatie van gewasrijen. Zo kunnen ze volgend jaar op percelen rijden waar gezaaid werd zonder GPS. De beeldinformatie zal gebruikt worden om een beeldverwerkingsalgoritme te trainen op basis van AI om gewasrijen te detecteren.
© Mathias Delacourt
Veldproeven voor optimalisatie van de robot
Voor de ontwikkeling van de robot maken de projectpartners gebruik van een iteratief ontwikkelingsproces, een werkwijze van het Living Lab Agrifood Technology van ILVO. Zo kunnen ontwerp, realisatie en testfase elkaar herhaaldelijk en vrij snel opvolgen. “Door praktijkgerichte tests uit te voeren en het ontwerp af te toetsen met verschillende constructeurs verloopt het ontwikkelingsproces veel efficiënter. Daarom willen we ook in het volgende groeiseizoen met verschillende telers samenwerken om de robot op hun percelen in de praktijk verder uit te testen en te optimaliseren”, besluit Ronnie de Hoon van Compas Agro.
Telers die interesse hebben in praktijktests op hun percelen volgend teeltseizoen kunnen contact opnemen met Joran Barbry via joran.barbry@inagro.be of 051 27 32 27.
Wie het projectnieuws en de activiteiten wil volgen, kan terecht op www.cimat.be of www.cimat.nl. Deze websites bundelen alle updates over het CIMAT-project.