Autonome werktuigen fruit ‘zijn ready’

Robotiseren lijkt het toverwoord om het werk op agrarische bedrijven gedaan te krijgen en toekomstbestendig te maken. Hoe er dat bij de fruitteelt uit zou kunnen zien, werd onlangs getoond op het Fruit Research Centre in Randwijk. Ontwikkelingen die enkele jaren geleden nog in de kinderschoenen stonden, zijn nu (bijna) volwassen.

De Ervaringsdag bleek een zinvolle en vooral praktische gelegenheid om in te gaan op veel  vragen. Die gingen alle kanten uit merkte een fabrikant aan het eind van de dag op. ‘Vraag honderd telers wat ze willen, en je krijgt 150 suggesties.’ Vier autonome (GOtrack, iQuus, AgXeed, AlgroUP) stonden centraal op de Ervaringsdag. Een overzicht waarbij GOtrack Holland en GPX Solutions (iQuus) een praktisch antwoord zien in bestaande smalspoortrekkers die zijn voorzien van in te bouwen systemen (retrofit-kits) voor autonoom rijden en werken. Het voertuig blijft ook beschikbaar voor ‘normaal’ gebruik. Daarvoor moet de trekker bij voorkeur uitgerust zijn met een automatische versnellingsbak of powershift, zodat de wisseling van rijsnelheid minimaal effect heeft op het toerental van de aftakas(sen).

GOtrack

Het leverprogramma van het Poolse GOtrack richt zich alleen op trekkers voor fruitteelt en aanverwante teeltsectoren, zegt aanspreekpunt voor GOtrack in Nederland Dirk-Jan van Lutterveld. Hij is daarnaast fruitteler in Kesteren met twee autonome trekkers op zijn bedrijf waaronder de op de ervaringsdag aanwezige New Holland T4.100V. Het leverprogramma bestaat uit: een afstandsbediening voor de trekker (Remote Control), voor het automatisch sturen tussen bomenrijen (Line-assist), een universeel inzetbare spuitcomputer (eSpray) en de set voor autonoom rijden en werken (Autodrive). De Autodrive is inclusief de genoemde afstandsbediening, Line-Assist en eSpray. GOtrack heeft wereldwijd ruim 250 autonome systemen in bedrijf, aldus Van Lutterveld. De veiligheidscomponenten zijn onder andere een lidarsensor voor het signaleren van obstakels aan de voorkant van de trekker, een veiligheidsbumper en een camera op het cabinedak, die ‘kijkt’ in gangbaar Rood-Groen-Blauw (RGB) en in infrarood (IR). Kunstmatige intelligentie zorgt voor de herkenning van mensen, dieren en voertuigen.

GOtrack Holland (foto) en GPX Solutions (iQuus) leveren retrofit-kits om autonoom rijden en werken mogelijk te maken met bestaande smalspoortrekkers. De trekker blijft ook beschikbaar voor ‘normaal’ gebruik.

Eenmalig zelf voordoen

De opgave van de te rijden route in de boomgaard begint met letterlijk met ‘eenmalig voordoen’, met een chauffeur aan het stuur. De Autodrive slaat de route op en speelt die bij autonoom rijden af. Dit ‘nadoen’ gebeurt inclusief alle stuurbewegingen die bij het voorbeeldrijden zijn gemaakt, ook als het vergissingen betreft. Die zijn te corrigeren door een stukje terug te rijden en -nu zonder stuurfouten- opnieuw te beginnen. Op een nieuw aan te leggen veld kan bijvoorbeeld voor aanplanten de route worden uitgezet aan de hand van een A-B lijn. Het maken van bochten aan het begin en eind van een werkgang gaat op dezelfde manier als recht rijden: de trekker kopieert wat is voorgedaan. GO-Trackvertegenwoordiger Van Lutterveld adviseert in bochten niet de volledige stuuruitslag te gebruiken. Want mocht de trekker bijvoorbeeld door slip gaan afwijken van de ideale rijlijn, dan moet er voldoende stuurmogelijkheid overblijven voor correctie. Achteruitrijden kan, mits de trekker is uitgerust met lidar en een camera aan de achterkant van de trekker. Met een spuitmachine is zes meter kopakker vereist, aldus Van Lutterveld. ‘Ik laat in mijn boomgaard de trekker bij het in en uitdraaien altijd twee rijen overslaan, met spuiten behandel je elke bomenrij dan van twee kanten.’

Volgen met mobiel

De eSpraycomputer kan de spuitmachine volledig autonoom bedienen, indien de spuit daarvoor geschikt is. De instructies als spuit aan/uit, secties aan/uit, links/rechts spuiten en dergelijke worden eveneens tijdens een instructieronde voorgedaan en gekopieerd. Voor werkzaamheden als maaien geldt hetzelfde: eerst zelf voordoen, en de GOtrack kopieert. Van Luttelveld: ‘Je kunt bijvoorbeeld de spuitmachine en de maaimachine tegelijk aan- of uitzetten. Of bijvoorbeeld een koppeling maken tussen de stand van de hefinrichting en de grootte van de stuuruitslag.’ De werking van de trekker is op de mobiele telefoon te volgen, bij problemen of storingen volgt een pushbericht. Plastic hagelnetten of stalen constructies geven normaliter geen problemen met de GPS. Je moet vrij uitzicht naar boven hebben, dat is het zekerst, dat geldt voor alle GPS-systemen. Lidar kan in verwarring raken en onbedoeld ingrijpen als overhangende takken uit tegenoverliggende rijen ‘elkaar de hand geven’. Mogelijkheden zijn dan de kijkhoek van lidar zo klein mogelijk in te stellen of lidar uit te schakelen en alleen op de camera te rijden. De GOTrack-basisset voor autonoom rijden, inclusief e-Spray en afstandsbediening voor de trekker- komt op zo’n € 60.000. Daar komen de jaarkosten (‘enkele honderden euro’s’) voor de GoTrack-app bij.

iQuus

Het Nederlandse bedrijf GPX-Solutions in Erichem maakt trekkers autonoom met een retrofit kit die wordt aangestuurd met IQuus-software (iQuus is ‘slim paard’ in het Latijn). GPX is daarnaast dealer van GPS-systemen waaronder die van Raven en bouwt isobus-systemen op bestaande trekkers voor precisietoepassingen met kunstmest strooien, spuiten en wortelsnoei. Het bedrijf heeft wereldwijd meer dan veertig autonome systemen uitgeleverd, vertelt Joanne de Ruiter van GPX, waarvan twaalf op fruitbedrijven. Net als GOTrack werkt GPX bij de ombouw van autonomie zo veel mogelijk met op de trekker bestaande systemen. De veiligheidskit bestaat uit een lidarsensor voor de detectie van obstakels, en een veiligheidsbumper. De op de Ervaringsdag aanwezige Fendt 211v Vario was verder voorzien van een extra camera op het dak, waarmee het mogelijk is tijdens de uitvoering van een taak – of bij storingen- direct op afstand mee te kijken.

Bij trekkers met een retrofit-kit moet de rijroute in de boomgaard (voor een of meer specifieke bewerkingen) eenmalig een keer ‘handmatig’ voorgedaan worden. De volgende keren legt de trekker deze route autonoom af. Op de Ervaringsdag aanwezige Fendt 211v Vario met iQuus-software is net klaar met een maairondje.

Meer flexibiliteit

De tablet met de iQuus-software voor de autonome aansturing van de trekker en voor plaatsspecifiek spuiten (met een daarvoor geëigende machine) hangt in de cabine en dient voor de opname van de te volgen werkroute. Dit gebeurt door ‘voordoen’, dus weer met de chauffeur aan het stuur. Daarna volgt het finetunen van de route inclusief instructies voor elementen als de hefinrichting en de aftakas. In plaats van de route ‘voorspelen’ is ook mogelijk om bestaande perceelgegevens te gebruiken, met de instructie voor de werkroute aan de hand van een enkele A-B lijn voor het hele veld of in plaats daarvan met een individuele A-B per rijpad. Daar kunnen vervolgens de in- en uitdraaibochten aan worden gekoppeld. Met de huidige software kan dat uitsluitend in een patroon waarin afwisselend twee of drie rijen bomen worden overgeslagen. ‘In de nieuwe software gaat die beperking eraf’, aldus De Ruiter van GPX Solutions. De beschikbare ruimte om te keren aan beide zijden van de boomrijen is vrij te kiezen, maar dan wel voor beide zijden gelijk. ‘Ook dat wordt aangepast voor meer flexibiliteit. Nieuw is dat de trekker in de autonome modus ook achteruit kan rijden en dat met de bijbehorende bedieningsapp de trekker op afstand gestart en gestopt kan worden. De eSpraycomputer kan de spuitmachine volledig autonoom bedienen, indien de spuit daarvoor geschikt is. Prijs, afhankelijk van de uitvoering van de trekker, vanaf € 50.000.

AIgro-UP voor repeterend ‘lichter’ werk

De in Best (N-Br) ontwikkelde AIgro Up is in veel opzichten afwijkend van de drie andere voertuigen op de ervaringsdag. Deze machine met 110 kilo een lichtgewicht, is relatief eenvoudig geconstrueerd en is volledig elektrisch aangedreven. Dat gaat met uitwisselbare lithiumaccu’s. Het is -net als de forsere AgBotW3 van AgXeed- een werktuigdrager die uitsluitend autonoom werkt. De getoonde AIgro Up was op de ervaringsdag vierwielaangedreven en 75 centimeter breed, maar is ook leverbaar in 55 centimeter brede uitvoering. Circa dertig machines draaien in de praktijk, de meeste exemplaren bij boomkwekers, enkele in zachtfruit en een exemplaar in hardfruit. Voor de hand liggende toepassingen zijn terugkerende, monotone werkzaamheden als maaien, mechanische onkruidbestrijding, (plaatsspecifiek) spuiten met ultra low volume-techniek (ULV) en schimmelbestrijding met UV-C licht.

De autonome AIgro Up is met 110 kilo een lichtgewicht, relatief eenvoudig geconstrueerd en is volledig elektrisch aangedreven. Afhankelijk van de belasting zou met twee accusets een arbeidsprestatie haalbaar zijn van ruim 3 hectare per dag.

Fouten voorkomen

Het inmeten van het perceel (of meer blokken in een perceel) gaat eenmalig met een meetpaal. Daarmee moeten onder andere de bomenrijen worden vastgelegd. Het daaruit volgende routeplan -afhankelijk van de uit te voeren klus- wordt vooralsnog gemaakt door fabrikant AIgro, maar zal ook worden opgepakt door AIgro Up-distributeur Mechan Machines. ‘We doen dit om fouten daarmee te voorkomen’, licht Harm van der Loo van Mechan toe. Voor het opstellen van de rijroute worden de met de meetpaal verkregen coördinaten gecombineerd met bestaande satellietbeelden. Verder zijn sommige GPS-plannen te gebruiken om een routeplan op te baseren. Volgens Van der Loo is het de bedoeling dat de klant de route-instellingen in de toekomst zelf doet. Twee GPS-ontvangers op de werktuigdrager dienen voor de waarneming van de werktuigpositie en de rijrichting. De bumper aan de voorkant dient als beveiliging voor (zwaardere) obstakels. ‘Dat is in principe voldoende’, aldus Van der Loo. ‘Vanwege het beperkte werktuiggewicht blijft bij contact de impact zeer beperkt.’ De AIgro UP elektrisch aangedreven werktuigen worden bij te hoge belasting gestopt.

App

Een app informeert de gebruiker over de status van de AIgro UP (als acculading, sterkte van de internetverbinding en het GPS-signaal) en dient voor de opgave van instellingen als hefhoogte, aftakastoerental en werksnelheden. Een set van twee accu’s (à 43 volt) is volgens Van der Loo toereikend voor acht tot tien uur bedrijfstijd. De maximale rijsnelheid is 3,6 km/uur. ‘De meeste gebruikers hebben twee sets accu’s (à twee accu’s). Afhankelijk van de belasting is met twee accusets een arbeidsprestatie haalbaar van ruim drie hectare per dag.’ Het laden van de accu’s vraagt vier uur. Een toekomstige ontwikkeling is dat de werktuigdrager aan het begin van een rijpad stil blijft staan als de resterende acculading te klein is voor een volledige werkgang. Verder wordt gewerkt aan de mogelijkheid voor ‘uitgestelde start’. Dat is handig voor werk dat bijvoorbeeld in het donker moeten gebeuren als schimmelbestrijding met UV-c. De richtprijs voor een kale 4WD uitvoering ligt op € 55.000, inclusief vier accu’s. Met maaidek komt er zo’n 10.000 euro bij. De jaarlijkse abonnementskosten komen op circa € 1000.

AgBot W3 uit de kluiten gewassen alleskunner

De AgBot W3 komt van de tekentafels van fabrikant AgXeed. Het bedrijf in Grubbenvorst timmert sinds 2018 aan de weg met autonome voertuigen voor volvelds inzet. De eveneens volledig autonome AgBot W3 is met een buitenbreedte van 138 centimeter specifiek ontwikkeld voor wijnbouw, boom- en fruitteelt. In Nederland draaien vier AgBots in fruit, bij drie telers. ‘Hij is toch wat groter dan ik had verwacht’, reageert een deelnemer op de Ervaringsdag bij zijn eerste kennismaking. De diesel-elektrisch aangedreven driewielige Agbot wijkt met zijn lengte van 385 cm en breedte van 138 cm inderdaad stevig af van de andere getoonde voertuigen. De Deutz krachtbron levert 75 pk, de cat. II hefinrichting kan 2500 kilo tillen en de aftakas heeft een draaisnelheid tot 1200 toeren/minuut. Omdat die links- en rechtsom kan draaien, is de Agbot ook geschikt voor frontwerktuigen. Het leeggewicht komt op 2,8 ton, dat is exclusief optioneel leverbare spuitunit als de CF1800-AB van HSS, met de tank bovenop de werktuigdrager en de spuitboom in de hef. Met deze combinatie, met gewassensors en PWM-systeem, is het middelenverbruik met twintig procent te reduceren met 99 procent driftreductie, licht Wietse Bourgondiën van AgXeed toe. Op de twee achterste wielen liggen 420 millimeter brede Trelleborg PneuTrac banden, en een 710 millimeter brede band op het stuurbare wiel voorop. Deze bandencombinatie verdeelt de bodemdruk over het rijpad tot 0,3 bar.\

De af-fabriek volledig autonome driewielige AgBot W3 is specifiek voor wijnbouw, boom- en fruitteelt. In Nederland draaien vier AgBots in fruit, bij drie telers. De lengte is 385 cm, breedte komt op 138 cm.

TraXwise

Voor de breedte van de wendakker wordt zes minimaal meter geadviseerd, afhankelijk van de afstand tussen de bomenrijen en de afmetingen van het werktuig. Eventueel kan de AgBot het begin en eind van een werkgang schuin in- en uitrijden. Hij kan ook achteruitrijden, insteken kan dus. Twee GPS-ontvangers zorgen voor de navigatie en controle van de rijrichting, een Lidarsensor aan de voorkant van de trekker fungeert als obstakelbeveiliging. Bij een obstakel vertraagt de machine en pauzeert indien nodig. Lost het probleem zich binnen een ingestelde tijd op, dan vervolgt de machine zijn weg. Bij een stop ontvangt de gebruiker een melding in de app. Via de camera is direct te zien wat loos is. Afhankelijk van de oorzaak van het probleem kan de machine op afstand weer worden gestart. De voorbereiding van een taak gaat volledig digitaal op een laptop of tablet met het door AgXeed ontwikkelde de programma TraXwise. De gebruiker krijgt dan onder andere direct inzicht in de te rijden route en een tijdopgave van de uit te voeren taak, dat kan handig zijn bij de werkplanning.

Bewust zijn wat je doet

Het inmeten van het bedrijf (als perceelsgrenzen, rijen en obstakels) gaat met een meetpaal en moet door een hiervoor ‘gecertificeerde’ persoon gebeuren. Deze klus kan bij AgXeed liggen, of een teler kan na het volgen van een certificeringstraining bij AgXeed het inmeten zelf doen. Deze aanpak dat is min of meer gelijk aan die van Aigro voor de AIgro-Up. Bourgondiën legt uit: ‘Inmeten is niet moeilijk, maar je moet je er goed van bewust zijn wat je doet.’ De verdere werkvoorbereiding behelst de opgave van aspecten als de aftakastoerentallen tijdens de verschillende werkfasen, route-instellingen als rijlijnen (alleen volgens rechte A-B lijnen), de radius van te nemen bochten, waar het werktuig te starten en te stoppen, en de instelling van sensors als voor het vloeistofniveau in de spuittank en voor de bewaking van het aftaktoerental. Vervolgens rekent de TraXwise-software alle instellingen door: het bekijkt of de samenhang tussen alle keuzes correct is voor een goede uitvoering van de taak. Zo niet dan volgt een foutmelding. Als alles in orde is, stuurt de gebruiker de taakopdracht naar de AgBot. Tijdens het werk is de voortgang op de telefoon of tablet te volgen. De werkgegevens worden opgeslagen voor hergebruik (eventueel met aanpassingen). W3 heeft inclusief de genoemde intelligente opbouwspuit een richtprijs van € 275.000. De kale werktuigdrager kost minder dan € 200.000. Het abonnement voor het software- en navigatiepakket komt op jaarlijks op € 5.000.