Onkruid wieden met hitte: de impact van lectoraat SMART

Abeje Mersha zit aan de overlegtafel in zijn kantoor. Door het raam zien we hoe hij de hand schudt van iemand uit het bedrijfsleven. Een paar dagen geleden was Abeje nog bij het European Robotics Forum 2025 (ERF) in Stuttgart, samen met een delegatie van Saxion-collega’s. “Klopt,” beaamt hij als we zijn vorige gast hebben afgelost. “Het was de vierde keer dat we aanwezig waren. Het ERF is het belangrijkste forum voor robotica, vooral voor het bedrijfsleven, de industrie en kennisinstellingen. Dit jaar waren er ruim 1.500 mensen; een van de executive sponsors was Mercedes Benz. Het gaat bij het ERF om de hele kennisketen, dus juist ook om toepassingsgericht onderzoek. En het gaat om echte innovatieve roboticaproducten. Het is the place to be.”

Een van de toepassingsgebieden die in Stuttgart werden belicht, is de landbouw; daarover straks meer. Eerst wil Abeje meer kwijt over de doelen die hij heeft met zijn aanwezigheid bij het ERF. “Ons eerste doel heeft te maken met kennisdeling en promotie,” zegt hij. “We promoten en delen onze resultaten. Een ander aspect is het netwerken, waarbij we de ambitie hebben om ook internationaal door te groeien. Verder gaat het voor ons om het ophalen van de state of the art; dat waarmee andere partijen bezig zijn. Dat past weer bij onze ambitie om kennis toegankelijker te maken, vooral voor onze regio en het mkb. Mede voor hen halen we internationale kennis en trends op.”

Hoger doel

Als coördinator van de Topic Group Autonomous Navigation, is Abeje door de jaren heen met het ERF meegegroeid. Vier jaar geleden toonde hij met zijn team al een demonstrator in Rotterdam. Dit jaar in Stuttgart ging het om meerdere demonstrators en vier workshops over verschillende thema’s. “Die workshops zaten helemaal vol,” zegt Abeje. “Sommige geïnteresseerden wilden ons direct opnieuw bij Saxion ontmoeten. Kijk, dit was onze setup…” Abeje draait zijn laptop een kwartslag om op tafel en tovert enkele foto’s tevoorschijn op zijn scherm. We zien een professionele stand en een groepsportret, onder andere met de COO van Mercedes Benz en de burgemeester van Stuttgart.

Een van de redenen waarom Smart Mechatronics and Robotics op veel aandacht kon rekenen, heeft te maken met het praktijkgerichte karakter van het lectoraat. “In een van onze workshops hebben we gekeken hoe we meerdere robots met verschillende functionaliteiten kunnen inzitten,” zegt Abeje, ”in rollen die elkaar onderling aanvullen. Dit kan onder andere van toegevoegde waarde zijn voor de landbouw, een van de toepassingsgebieden waarop wij ons als onderzoeksgroep focussen. Aan al het vraag-gestuurde onderzoek dat we doen, koppelen we een hoger doel. Dat doel heeft altijd met de Sustainable Development Goals te maken; we gebruiken technologie niet alleen for the sake of technology. Voor de landbouw kijken we bijvoorbeeld hoe we de productiviteit kunnen verhogen terwijl we aardig blijven voor de planeet. De onkruidbeheersingsrobot die we hebben ontwikkeld, past perfect bij deze missie.”

Lokale oplossingen

Een onkruidbeheersingsrobot. Hoe ontstaat de vraag naar een dergelijke toepassing? “Je hebt onder andere te maken met arbeidstekorten,” vertelt Abeje. “Daarbij kan onze robot gewoon significant helpen. We leven samen met heel veel mensen, dan is de toegang tot voedsel essentieel. Tegelijkertijd heb je te maken met vergrijzing. Hoe kun je dan in een krappe arbeidsmarkt nog steeds de productiviteit verhogen, bijvoorbeeld tijdens een pandemie? Automatisering kan zorgen voor oplossingen, waarbij robots een belangrijke rol spelen.”

Hoe specifieker de vraag vanuit de praktijk, hoe beter. “De onkruidbeheersingsrobot past helemaal bij het idee van vraag-gestuurde toepassingen,” zegt Abeje. “Het gaat daarbij niet om ‘massale automatisering’, maar om een specifieke, lokale oplossing. Met zo’n gerichte aanpak ben je ook vriendelijker voor het milieu.” Die gerichte aanpak moet heel letterlijk worden gezien: de onkruidbeheersingsrobot die door het lectoraat SMART is ontwikkeld, trekt ten strijde over landbouwgrond zónder het gebruik van pesticiden of andere bestrijdingsmiddelen. Het onkruid dat wordt gedetecteerd, wordt vervolgens verwijderd met behulp van hitte.

Veel technologie, modulaire oplossing

Uiteraard komen er diverse uitdagingen kijken bij de ontwikkeling van zo’n innovatieve oplossing voor de beheersing van onkruid. “Al dat onkruid staat niet altijd netjes op een rijtje,” zegt Abeje. “Tússen de banen met gewassen is het geautomatiseerd verwijderen van onkruid nog relatief eenvoudig. Maar er is ook onkruid dat ín die banen groeit, dicht rondom de gewassen. Hoe kun je ook dat onkruid gericht aanpakken, zonder de gewassen te beschadigen?”

Er is uiteenlopende technologie nodig om tot een autonoom functionerende onkruidbeheersingsrobot te komen. “We hebben een totaaloplossing ontwikkeld,” zegt Abeje. “Een rijdend systeem. Je moet eerst detecteren waar het onkruid groeit. Daarnaast staat de tool die het onkruid verwijdert op een bewegend platform. Je moet dus de positie van het onkruid bepalen terwijl je in beweging bent. Dat is niet makkelijk, maar toch hebben we dit kunnen realiseren. We hebben de tool zo ontwikkeld dat deze modulair blijft.”

Wisselwerking

Om toe te lichten wat hij met ‘modulair’ bedoelt, toont Abeje een video van de ontwikkelde tool. We zien losstaande apparatuur naast een lopende band; het is dezelfde apparatuur die bijvoorbeeld op een rijdend platform kan worden bevestigd. Op de lopende band komen zowel gewassen als onkruid voorbij, terwijl de tool razendsnel moet herkennen waar het om gaat. “We kunnen de tool op een klein, rijdend platform plaatsen,” zegt Abeje. “Maar we hebben onze tool ook geïntegreerd in een commercieel beschikbare, grotere robot. Door de modulaire opbouw zijn er toepassingen mogelijk in combinatie met allerlei landbouwmachines en -voertuigen.” 

Naast verschillende soorten technologie, is er ook veel kénnis nodig om tot een functionele toepassing voor de landbouw te komen. “Een groot deel van die kennis hebben we als lectoraat in huis,” zegt Abeje. “Maar de domeinkennis over landbouw behoort bijvoorbeeld niet tot onze specialisaties. Daarom hebben we Hogeschool Aeres, die hierin wél is gespecialiseerd, gevraagd om samen te werken. Bij een project als dit werken we ook altijd samen het bedrijfsleven, bijvoorbeeld met een producent van landbouwmachines. Samen met bedrijven willen we de volgende stap realiseren. Bij dit project was er zeer veel betrokkenheid; het is een wisselwerking. Dan gaat het niet alleen om meetings, maar we zijn ook echt ‘in het veld’ gaan testen. Dat is niet alleen leuker, maar je laat ook de voortgang zien en krijgt waardevolle input terug.”

Oogsten

Het enthousiasme voor de onkruidbeheersingsrobot van het lectoraat SMART is groot. Vanuit het bedrijfsleven is er interesse om het concept verder door te ontwikkelen in een businesscase. Ook het enthousiasme van partnerinstelling Aeres is groot. “Zij waren onder de indruk van onze roboticakennis,” zegt Abeje. “Ze hebben ons gevraagd om een modelplatform te ontwikkelen voor onderwijs- en onderzoeksdoeleinden. Dat hebben we gedaan, en daar kunnen hun studenten nu gebruik van maken. Sowieso is onderwijsvernieuwing belangrijk voor mij. Werken met studenten en collega-onderzoekers zie ik als mijn passie. En voor studenten is de samenwerking met ons weer een leerzame casus. Bij ons mogen studenten fouten maken en daarvan leren. Daarbij gaat het ook om bewustwording van de uitdagingen waar we aan moeten werken. Niet alleen op techniekniveau, maar ook op maatschappelijk niveau.”

Terwijl achter Abeje een drone wordt getest op de binnenplaats van het lectoraat, hebben we het nog even over de toekomstige impact van robotica. Bijvoorbeeld in de landbouw. Abeje: “Ik denk dat de rol van robotica in de landbouw groter en groter gaat worden. De sector heeft dus met arbeidstekorten te maken. Tegelijkertijd gaat de bevolking alleen maar verder toenemen. Voor al die mensen moet je kwalitatief voedsel produceren met beperkte middelen. Daarbij moet je ook nog eens rekening houden met klimaatverandering. Dit vereist gewoon het gebruik van technologie, onder andere op het vlak van data en AI in de robotica.” We zijn benieuwd welke toepassingen Abeje en zijn collega’s nog allemaal gaan oogsten.

Portret Abeje: Thomas Busschers