Super Trooper: Autonom robot hjælper gartnere med at transportere potteplanter

For at planterne kan vokse optimalt skal potter, der vejer op til 10 kg, flyttes regelmæssigt på en planteskole eller i et havecenter – dag efter dag. Det er et anstrengende arbejde. Så er det godt, at der findes visionære folk som Pierre Delarboulas og Adrien Jauffret fra Instar Robotics i Frankrig. Deres autonome robot "Trooper" håndterer denne transport af potteplanter og bidrager til automatisering inden for gartneri. MRS1000 3D LiDAR-sensoren sikrer præcis navigation og registrering af omgivelserne i dette barske miljø.

Trooper: Den autonome transportrobot til håndtering i gartnerier

Instar Robotics er en nystartet virksomhed, der blev grundlagt i 2018 af Pierre Delarboulas og Adrien Jauffret. De har begge en doktorgrad i AI og robotteknologi og fik smag for robotteknologi for længe siden. Deres mission: brugbar robotteknologi, der støtter mennesker i deres hverdag og giver dem mulighed for at fokusere på deres erhverv igen.

Hjælp til planteskoler med at transportere potteplanter

Grundlæggerne havde allerede på et tidligt tidspunkt et ønske om at arbejde med landbrug. Netop dette område stiller robotteknologien over for en lang række tekniske udfordringer. Forholdene udendørs er ekstremt varierede og under konstant forandring (miljø, vejr, jord...). Derfor skal der udvikles robotter, som er tilpasningsdygtige, fleksible og pålidelige.

Efter omfattende forskning stødte de to forskere på gartnerisektoren og transport af potteplanter – et overvejende manuelt, ensidigt gentaget og fysisk krævende job. Desuden udføres disse opgaver normalt af sæsonarbejdere, som det bliver stadig sværere at få fat på som følge af de vanskelige forhold. Alle forudsætninger var derfor til stede for at udvikle en robotløsning, der kunne aflaste medarbejderne.

To af opgaverne på en planteskole er særligt afgørende for planternes kvalitet: at de placeres tættere på eller længere fra hinanden. Førstnævnte udføres i starten af plantningen for at optimere den tilgængelige plads. I forberedelsesfasen og under potningen placeres potterne ved siden af hinanden "i rektangler" og "på halgulvet" for at give mulighed for en indledende vækstfase. Efter et stykke tid transporteres potterne enkeltvis til en anden placering på dyrkningsstedet. Så kan planterne udvikle sig, og spredning af sygdomme forhindres. Nogle gårde er flere hundrede hektar store og flytter mere end 100.000 potter, som kan veje op til 10 kg. Derfor er det let at forestille sig, hvor meget denne i høj grad gentagne opgave har gavn af en automatiseringsløsning.

Udvikling af en håndteringsrobot til at aflaste planteskoler

Derfor gav det mening at udvikle en lille, autonom robot, der kunne hjælpe gartnere og planteskoler med at transportere potter fra A til B inden for virksomheden og placere dem tæt på hinanden eller længere fra hinanden – Trooper kom til verden.

Det blev hurtigt tydeligt, at der var et problem med registrering af omgivelserne. Robotten skal kunne:

bevæge sig automatisk,
forstå sine omgivelser,
registrere forhindringer,
registrere potterne,
placere sig rigtigt for at gribe dem,
orientere sig.
Alt dette skal ske på sikker vis og i samarbejde med mennesket.

Beslutningen om en 3D-LiDAR-sensor lå derfor lige for – og Instar Robotics bestemte sig til sidst for flerlagsscanneren MRS1000.

Trooperens "øjne" til registrering af omgivelserne

MRS1000 er en flerlagsscanner og på en måde "Trooperens øjne", siger Pierre Delarboulas. Den genererer en punktsky, der angiver afstanden til objektet, som derefter bruges til at beregne ruten og modellere formerne til rekonstruktion af objekterne. En algoritme udviklet af Instar Robotics genkender objekterne ved at søge efter cirkler (dvs. potter), der er rekonstrueret af punktskyen og de fire lag i LiDAR-sensoren.

Objektets refleksionsgrad registreres også direkte af sensoren med henblik på en bedre differentiering af objekter i henhold til deres farve. Det øger robottens reaktivitet: Den træffer bedre beslutninger og interagerer meningsfuldt med omgivelserne.

Stor succes takket være 3D-LiDAR-sensorens effektivitet

Ydelsen for MRS1000 var en af de afgørende faktorer for dette projekts succes. Den registrerer og måler objekter i et synsfelt på 275°. Ved at måle samtidigt på fire forskellige niveauer muliggør MRS1000 detaljeret detektering af objekter og sporing af bevægelsesretningen. Det robuste hus er modstandsdygtigt over for støv, varme og fugt, og takket være HDDM+-teknologien er det særligt pålideligt og effektivt selv i tåge eller stærkt lys – og opfylder dermed alle Instar Robotics' krav.

LiDAR-sensorer

Outdoor er vores fjerde dimension

MRS1000

Besparelser på 15 procent for havefirmaet

Gartnerne er enige: "Der er et før og et efter Trooperen," siger Pierre Delarboulas. Manglen på arbejdskraft i denne sektor, især på grund af det anstrengende arbejde med at placere potterne tættere på og længere fra hinanden, var tydelig. Med robotten er medarbejderne nu aflastet og kan bruge mere tid og ro på andre, mere krævende og motiverende opgaver.

Også hvad angår produktivitet, har projektet bevist sit værd. Robotten bliver aldrig træt, den arbejder i al slags vejr og placerer potterne på den optimale plads. Det sparer op til 15 % af pladsen i gartnerierne.

Det varer ca. fire til fem år, før investeringen i en Trooper har tjent sig selv ind, afhængigt af maskinens udnyttelse. Det er relativt kort tid for en investering i landbrugssektoren.

"Der er altid en hjælpende hånd"

Dette er ordene fra Pierre Delarboulas om de forskellige teams hos SICK i Frankrig. Trooper blev designet og løbende forbedret trin for trin sammen med SICK. For eksempel var sensoren på grund af sin placering på robotten oprindeligt meget udsat for udefrakommende forhold (regn, jord). Den måtte afskærmes med en skræddersyet hætte. Efter en gennemgang af SICK-teamet blev den mest kompakte beskyttelse designet for at opnå endnu bedre ydeevne. Begge parter var meget tilfredse med samarbejdet.

Hvordan ser fremtiden ud?

Der mangler ikke idéer til nye produkter. Tre nye redskaber er i øjeblikket under udvikling for at udvide Troopers muligheder og håndtere problemet med mangel på arbejdskraft i gartnerier: