Eigenwijs Octinion ontwikkelt aardbeienplukker in eigen beheer

Robotica heeft veel potentie in de tuinbouw. Voor zijn eerste eigen product koos Octinion daarom voor een plukrobot voor een van de moeilijkste vruchten: aardbeien. Binnen enkele maanden start het Leuvense r&d-bedrijf met de functionele tests in de kas.

Alexander Pil
15 december 2016

In september op de International Strawberry Fair toonde Octinion voor de eerste keer zijn aardbeienplukrobot. Het is nog een prototype, maar het systeem kan al wel plukken zonder de vrucht te beschadigen en zonder dat er een steeltje aan de aardbei blijft zitten. ‘Het waren hectische weken om de robot op tijd gereed te krijgen voor de beurs’, vertelt Octinion-ceo Tom Coen, ‘maar we zijn enorm goed ontvangen.’

De robot van Octinion moet uiteindelijk elke drie seconde een aardbei kunnen plukken.

De Leuvense plukrobot is bedoeld voor zogeheten stellingteelt. Daarbij groeien de aardbeienplantjes in goten die met kabels aan het plafond van de kas hangen. De vruchten groeien over de rand en zijn makkelijk met de hand te plukken. De grond onder de goten is vrij; ideaal dus om een robot te laten rondrijden. Octinion (tot vorig jaar opererend onder de naam Induct) gebruikt een autonoom rijdend platform waarop het een robotarm heeft gemonteerd. Met 3d vision detecteert het systeem waar de rijpe aardbeien hangen. Een zachte, 3d-geprinte hand plukt ze voorzichtig van het struikje. De hand maakt een draaibeweging waarbij het kroontje op dezelfde plaats blijft zitten. De kracht wordt langzaam opgebouwd tot op het punt dat het steeltje van het kroontje breekt.

‘De grijper is nog relatief traag, maar er zijn nog een heleboel punten waarop we hem kunnen verbeteren’, aldus Coen. ‘Onze ambitie is om met ons systeem elke drie seconde een aardbei te kunnen plukken. Daar hebben we mogelijk twee armen voor nodig. Uiteindelijk draait het allemaal om de kost per geplukte aardbei. De insteek is nu dat de kost voor de teler onveranderd blijft maar de kwaliteit wordt verhoogd.’

Achtertuin

De aardbeiplukrobot is het eerste echt eigen product van Octinion. Het commerciële r&d-bedrijf uit Leuven had altijd de ambitie om voor eigen rekening te ontwikkelen. ‘We wilden eerst genoeg omzet draaien zodat we het ook zelf konden financieren’, legt Coen zijn strategie uit. ‘Ik ben zelf hoofdaandeelhouder, we hebben geen externe investeerders. Ik vind het belangrijk om het bedrijf onder controle te kunnen houden. Nu zijn we wel aan het kijken of we extern geld kunnen binnenhalen, maar dat is met een concreet doel. Bij de start wilden we echter niet gelijk veel aandelen uitgeven.’

Hoewel het financieel nog niet helemaal het goede moment was, vond Octinion het eind 2013 tijd om zijn ambitie concreter te maken. ‘We zijn eens gaan nadenken wat we zouden willen en kunnen’, herinnert Coen zich. ‘Ik heb gedoctoreerd op de KU Leuven bij professor De Baerdemaeker. Die groep is vooral bezig met landbouwmechanisatie. We kwamen al snel uit op de tuinbouw omdat de mogelijkheden daar nog veel groter zijn.’ Het meest voor de hand liggend is een plukrobot. Maar waarvoor? ‘We zijn een aantal criteria gaan oplijsten. Om te beginnen, moest er een sterke thuismarkt zijn. We willen in de achtertuin kunnen testen. Verder gingen we op zoek naar een product dat het hele jaar door kan worden geteeld. Dat is interessant voor de return on investment maar ook voor de ontwikkeling. Je kunt dan immers altijd testen. En we moesten veel toegevoegde waarde kunnen leveren.’

De 3d-geprinte grijper kantelt rond het kroontje en bouwt de kracht geleidelijk op totdat het steeltje eraf breekt.

Aardbeien bleken aan al die eisen te voldoen. Coen: ‘Het is een zeer kwetsbare vrucht en daarmee een van de moeilijkste. Als we dat kunnen, kunnen we een hele hoop andere ook. En als we een technisch blokkade zouden tegenkomen, was er een grote kans dat die er niet is als we zouden afbuigen naar een andere vrucht.’

Octinion liet een marktonderzoek doen en daaruit bleek dat er inderdaad veel potentie zat in een plukrobot voor aardbeien. De Belgische aardbeienindustrie is een kleine honderd miljoen euro groot. Ook financieel stonden de seinen op groen. Door gebruik te maken van verschillende Vlaamse subsidieregelingen kon Octinion het zo regelen dat de eigen bijdrage haalbaar bleef. Het Vlaams Agentschap voor Innoveren & Ondernemen heeft flink geïnvesteerd en Octinion ging een researchsamenwerking aan met Flanders Make.

Californië

Ten tijde van de aardbeienbeurs in Hoogstraten moest Octinion nog een grote technische horde nemen. De grijper is namelijk nog redelijk groot en dat maakt hem niet geschikt voor het plukken van trossen. Dat is wel essentieel voor Belgische aardbeien omdat die vaak in groepjes van vier of vijf aan de struik hangen. Van Amerikaanse bezoekers leerde Coen dat lang niet alle aardbeien op die manier groeien. Het hangt sterk af van het ras. ‘Vertegenwoordigers van heel grote telers – die hun oogst uitdrukken in procenten van de wereldproductie – lieten weten dat het voor hen helemaal geen probleem was’, vertelt Coen.

Californië is een van de belangrijkste aardbeiproducerende regio’s ter wereld. Het weer is er zo goed dat telers bijna het hele jaar kunnen doorgaan in de open lucht. Veel teelt gebeurt zelfs nog gewoon in de volle grond. Er is echter wel een trend zichtbaar richting stellingteelt. De telers zien ook in dat dat de methode van de toekomst is, simpelweg omdat de aardbeien gemakkelijker kunnen worden geplukt en er door gebruik van substraat geen vruchtbare grond meer vereist is om op te telen. ‘Door de druk op het minimumloon is er in Californië veel drang om te automatiseren’, weet Coen. De telers zijn dus niet te beroerd om hun kweekmethode aan te passen als dat hun problemen oplost.

Octinion ontwerpt de meeste delen van het systeem zelf. Alleen voor de logistiek overweegt het met een partner in zee te gaan.

Naast de gebruikelijke voordelen van een robot ten opzichte van een mens heeft de Octinion-plukmachine nog een pre. ‘Een menselijke plukker doet gelijk een selectie van de vruchten, maar een robot kan dat veel beter’, legt Coen uit. ‘Die kan in zo veel categorieën sorteren als je wenst. En het kan elke dag anders zijn. Wij maken een volledige scan van de aardbei zodat we veel meer informatie hebben. Klanten hebben dan de tools in handen om de teler beter te belonen voor de kwaliteit van zijn aardbeien.’

Eigen arm

Het systeem van Octinion bestaat uit vijf kerncomponenten: voertuig, robotarm, vision, grijper en logistiek. De initiële insteek was om de robot op te bouwen uit bestaande componenten. Zo startten de engineers met een bestaand autonoom onderstel. Parallel zetten ze een eigen ontwikkeling op poten omdat ze het gevoel hadden dat ze het qua prijs en functionaliteit beter zelf zouden kunnen doen.

Iets vergelijkbaars gold voor de robotarm. ‘Ook daar zat een probleem in de prijssetting’, zegt Coen. ‘De kinematica die we nodig hebben, kunnen we met drie vrijheidsgraden realiseren: heffen, draaien en knikken. Industriële robotarmen hebben er typisch zes en daar betaal je ook voor.’ Verder wil Octinion met een hoge snelheid maar met een zeer lage belasting bewegen. ‘Er zijn geen robots die zich toeleggen op producten van twintig gram. Je komt dan uit bij een high-end robot’, heeft Coen ervaren.

Coen maakte een rekensommetje. ‘Aan de ene kant konden we een robotarm inkopen en investeren in de kennis om tot een goede integratie te komen op softwareniveau. Aan de andere kant konden we onze engineeringeffort steken in de ontwikkeling van een eigen arm. De conclusie was dat het ongeveer hetzelfde zou gaan kosten. De eerste aanpak is natuurlijk sneller, maar het is weggegooid geld omdat we voor de markt uiteindelijk toch een eigen arm nodig hebben. We hebben er dus voor gekozen om het gelijk zelf te doen, onder meer in samenwerking met Flanders Make.’ Uiteraard ging het met vallen en opstaan, maar achteraf gezien is het toch een goede keuze geweest, meent Coen. ‘We zouden veel minder geloofwaardig zijn als we nu nog met die ontwikkeling moesten beginnen.’

Eigenwijs

Octinion gedraagt zich in meer opzichten als een machinebouwer. Ook in vision heeft het eigen kennis opgebouwd. ‘We gebruiken natuurlijk nog weleens externe partijen om goede ideeën te krijgen’, aldus Coen. ‘Veel mensen maken de fout om vision als de kern te zien. Het is een mechatronisch systeem. Je zou kunnen zeggen dat het voertuig niet veel voorstelt, dus dat we het beter kunnen inkopen. Ik draai het om: het stelt niet veel voor, dus doen we het zelf. Het is inderdaad geen rocketscience maar de specs die wij stellen, zijn heel anders dan voor een generiek voertuig. Ik ben er heilig van overtuigd dat inkoop vaak niet the way to go is. Hoeveel succesvolle producten zie je op de markt waar de cruciale onderdelen niet op maat zijn gemaakt? Dat gaat geen lang lijstje zijn. Inkopen? Alleen als het niet nauw integreert. Is dat wel het geval, dan lukt het alleen als je zeer nauw samenwerkt. En dan is het maatwerk geworden.’

Octinion-ceo Tom Coen: ‘Ik ben er heilig van overtuigd dat inkoop vaak niet the way to go is.’

Waar Octinion wel overweegt technologie in te kopen, is in de logistiek. Dat heeft te maken met de selectie in categorieën, de stockage van volle en lege bakken, wegen, et cetera. ‘Ook dat is niet bijster ingewikkeld, maar het moet wel gebeuren. Ik kan me goed voorstellen dat we daar een goede deal kunnen sluiten met een partner’, denkt Coen.

Die eigenwijze benadering is ook wat Octinion onderscheidt van een ingenieursbureau. Coen gruwt van die term. ‘We zijn een commercieel r&d-bedrijf. Het grote verschil is dat wij ip opbouwen en die kennis kunnen we weer valoriseren in eigen producten of projecten voor derden. Alleen door eigenwijs te zijn en veel zelf te doen, hebben we in anderhalf jaar tijd een machine neergezet. Als je als ondernemer bezig bent en er is niemand die je voor gek verklaart, dan ben je niet goed bezig. Als het namelijk zo voor de hand lag, was het allang gebeurd.’

Kwaliteit

Voor de grijper werkt Octinion samen met ‘buurman’ Materialise. ‘We hebben de vorm van de aardbei bepaald en gemeten wat de maximale kracht mag zijn. Dat was niet genoeg input. Ook toen we het krachtenspel in kaart hadden gebracht, kon Materialise geen grijper op maat leveren’, vertelt Coen. ‘Het blijkt namelijk erg lastig om de stijfheid te berekenen voordat je de vinger hebt geprint. We hebben dus een heleboel vingers laten printen om te testen hoe ze eruit moesten zien.’ Empirisch zijn de Leuvense ontwikkelaars tot een grijper gekomen die redelijk wat kracht op de aardbei kan zetten zonder hem te beschadigen.

Welke technische hindernissen zijn er nu nog over? ‘Het plukken in trossen’, antwoordt Coen, ‘maar dat heeft door de Amerikaanse interesse in onze robot geen heel hoge prioriteit meer. Het r&d-team richt zich vooral op kwaliteit, op een volledige rijpheidsscan. Dat willen we in de grijper integreren. Vanuit het productieteam werken we toe naar een oplossing die zo snel mogelijk zijn werk kan doen bij het huidige concept. We werken bijvoorbeeld aan een robuustere versie van de robotarm.’

Octinion verwacht in de eerste helft van 2017 zijn prototype volledig functioneel te kunnen testen in de kas. Na de zomer beginnen de Leuvenaren met de commerciële acties en het design for production. Begin 2018 moet de productie dan daadwerkelijk van start gaan.