Fotonica is een veelbelovende technologie in bijna alle sectoren, voor nu en in de toekomst. Veel wetenschappers onderzoeken de mogelijkheden van deze lichttechnologie. Maar wat hebben bedrijven in verschillende industrieën eraan? Hoe gaan zij fotonica toepassen? Dat is waar de Photonics Applications Week om draait. Deze week staat in het teken van workshops, congressen, en tentoonstellingen om professionals uit verschillende vakgebieden te laten zien wat fotonica in hun sector kan bijdragen.

Ook in de landbouw en voedselindustrie kan fotonica het verschil maken. “Er dreigen grote tekorten aan productiemedewerkers in de agro-food die het werk kunnen doen dat nog niet geautomatiseerd is of kan worden”, stelt Ivo Ploegsma, verantwoordelijk voor de scouting van nieuwe technologieën binnen innovatieversneller Food Tech Brainport. Onder de agrosector vallen onder andere landbouw, waaronder akkerbouw en veehouderijen, en tuinbouw. “Dat werk is vaak buiten of in een voedselfabriek waar het relatief koud is. Hierdoor kiezen mensen sneller voor een andere baan.” Dit is een van de redenen voor de sector om met fotonica verder te automatiseren.

Toepassingen ombouwen

Samen met ZLTO, BOM, FME en REWIN organiseert Food Tech Brainport een evenement tijdens de Photonics Applications Week. Dit wordt ondersteund vanuit het innovatieprogramma AgroFood van de provincie Noord-Brabant. “In de agrosector zijn we op zoek naar toepassingen die in de hightechsector al een tijd bestaan, bijvoorbeeld gevoeligere camera’s of optische sensoren”, vertelt Ploegsma.

Luister nu naar De IO Show!

Elke week het nieuws van Innovation Origins in je oren!

“Deze moeten we ombouwen naar een systeem dat in onze sector goed werkt. Zoals bijvoorbeeld camera’s die tegen water en zand kunnen.” Om dit te realiseren moet de agrosector samenwerken met de hightechindustrie. “Deze sectoren spreken alleen totaal verschillende talen. Hierdoor kan de agrosector het probleem niet goed duidelijk maken en kunnen de bedrijven in software, fotonica en automatisering hun oplossing niet goed uitleggen. Tijdens het evenement willen we zorgen dat de sectoren elkaar beter begrijpen en samen kijken naar slimme oplossingen.”

De ogen van robots

De camera’s of sensoren, en daarmee fotonica, dienen als een onderdeel van een robot of een geautomatiseerd systeem. “Als je de handen van mensen die iets knippen, plukken of pakken vervangt, dan vervang je ook de ogen. Een robot moet wel kunnen zien wat hij moet pakken of waar hij zich voortbeweegt. Daar zijn de camera’s voor.” Deze hebben veel meer mogelijkheden dan het menselijk oog. “Met de nieuwste cameratechnologie kunnen we zelfs in een tomaat kijken om bepaalde waarden te meten.”

Een aantal grote landbouwbedrijven zijn al ver met het toepassen van deze technologie. “Een aardappelboer uit Brabant heeft zelfs een eigen mini-vliegveld en vliegvergunning waardoor hij met drones over zijn land kan vliegen”, vertelt Ploegsma. “Maar er zijn ook nog heel veel boerenbedrijven waar mensen op een zijspan van een langzaam rijdende tractor moeten liggen om bijvoorbeeld onkruid te wieden.”

Onkruid wieden en voedsel produceren

Het evenement in de Photonics Applications Week gaat dan onder andere ook over het wieden van onkruid. “Een robot of zelfrijdende tractor kan makkelijk onkruid wieden als het veld leeg is. Maar als er ook aardappelplanten in het veld staan, moet de robot zelf bepalen wat onkruid is en wat niet.”

Dat maakt het systeem volgens Ploegsma ingewikkeld. Een camera moet beelden maken van het land. Deze analyseert de robot ter plekke en beslist of het plantje onkruid is. Dat zet hij door naar een mechanische handeling, namelijk het plantje eruit trekken of laten staan. “Dit moet het systeem allemaal zelf beslissen. Daarom moet de machine ook nog zelflerend zijn.”

De problematiek bij voedselproducerende bedrijven is ongeveer hetzelfde. “Soms wordt hier al met een robot met camerasysteem gewerkt. In veel gevallen is dit toch nog lastig omdat de producten niet vormvast zijn of zich tijdens productie nog ongecontroleerd verplaatsen. Dan is het voor de robot een stuk moeilijker”, legt Ploegsma uit. Door bestaande camerasystemen slimmer te maken of nieuwe systemen te ontwikkelen kan de robot beter inspelen op de veranderlijke producten. Zo kan er volgens hem nog veel gewonnen worden op het gebied van kwaliteit, efficiëntie en het verzamelen van data.

Onderdelen samenbrengen

Daarvoor moeten verschillende bedrijven met verschillende expertise samenwerken. Er is een bedrijf nodig dat het juiste beeldmateriaal kan maken, een bedrijf dat software levert, data analyseert en classificeert en een bedrijf dat een machine of applicatie bouwt die uiteindelijk een handeling kan verrichten zoals onkruid verwijderen of een voedselproduct verplaatsen. “De technische elementen bestaan allemaal al. Nu moeten we ze op de goede manier samenbrengen om het systeem in de agrosector en voedselindustrie op grote schaal te gaan gebruiken.”

De deelnemende organisaties zijn op zoek naar bedrijven die binnen een half jaar tot een jaar een passende oplossing hebben ontwikkeld om het tekort aan productiemedewerkers aan te vullen. “Onderzoek via bijvoorbeeld een universiteit naar nieuwe technologische ontwikkelingen blijft noodzakelijk, maar de agrofoodsector is daarnaast op zoek naar concrete toepassingen die ze snel kunnen gebruiken”, stelt Ploegsma. “Daarom willen wij reeds bestaande technologieën combineren zodat er een betaalbare en betrouwbare oplossing ontstaat.”

Honger naar data

De drang naar automatisering heeft ook een andere reden, namelijk de honger naar data. “De data rondom de productie van voedsel wordt steeds belangrijker. Steeds meer mensen hebben een allergie of een voorkeur voor bepaalde voedingsmiddelen. Daarnaast willen consumenten steeds meer weten over de afkomst van hun voedsel”, vertelt Ploegsma. Dat moet allemaal vastgelegd worden aan de hand van gegevens die tijdens het productieproces worden verzameld. Dit gebeurt vaak aan de hand van geautomatiseerde onderdelen van de productie.

Samenwerken essentieel

Om te kunnen voorzien in deze behoeften is een samenwerking tussen verschillende bedrijven belangrijk. “Er zijn wel onderzoeksprojecten tussen grotere bedrijven en universiteiten. Maar die kennis wordt nog veel te weinig toegepast in het bedrijfsleven”, zegt hij. “De MKB’ers weten soms helemaal niet bij welke bedrijven zij moeten zijn om dit soort automatisering door te voeren.”

Vooralsnog zijn de hightech- en agrofoodsector twee verschillende werelden. Tijdens de Photonics Applications Week wil Ploegsma zorgen dat deze partijen elkaar beter begrijpen en samen gaan werken aan toepassingen die zij snel kunnen implementeren. “We hopen dat de verschillende bedrijven samen projecten opstarten om dit te verwezenlijken. De organiserende partijen zullen deze projecten begeleiden en ondersteunen waar nodig. Zo hopen we binnen een paar maanden de eerste resultaten te kunnen laten zien.”

De Photonics Applications Week duurt nog tot 4 oktober. Het programma vind je hier.