Paprika’s leveren Alexander onderzoeksprijs op

Stap 1: ontwikkel een techniek die het verschil ziet tussen een paprika en de plant waaraan-ie hangt. Stap 2: laat een robot zelf door de kas rondrijden en registreren welke paprika’s rijp zijn voor de pluk. Stap 3: de robot plukt de rijpe paprika’s zelf.  

Met stap 1 won oud-student Alexander Warkus maandag de Fontys Onderzoeksprijs 2020 in de categorie bachelor-studenten. De volgende twee stappen begeleidt hij nu als Fontys-medewerker. 

Nee, hij weet nog niet waaraan hij de 1000 euro gaat besteden die de prijs hem heeft opgeleverd. Zoals Alexander (23) maandag al bij Bron zei, wist hij aanvankelijk niet eens dat hij ervoor genomineerd was. Het maakt hem er niet minder blij om. 

Alexander – van Duitse ouders – voerde het onderzoek uit als student van Fontys Hogeschool Techniek en Logistiek in Venlo. Afgelopen zomer studeerde hij daar af aan de opleiding Informatica - Software Engineering. Inmiddels is de winnaar werkzaam als informaticus in het GreenTechLab van Fontys Venlo. Onder meer helpt hij er studenten die met een afstudeerstage bezig zijn. 

Deep learning 
“Met mijn onderzoek moesten destijds twee vragen worden beantwoord”, legt Alexander uit. “Ten eerste lag er een vraag van paprikakwekerij Litjens in Meterik (nabij Venlo) om de oogst te kunnen optimaliseren, eventueel met een robot. Ten tweede moest het proces van deep learning worden geautomatiseerd.” 

De term is gevallen: deep learning, een vorm van kunstmatige intelligentie. In het kort komt het er in dit geval op neer dat een computer aan de hand van heel veel foto’s het verschil leert kennen tussen de paprikaplant en de paprika zelf. “Alleen moet je hierbij steeds handmatig beschrijven op welke plek er bijvoorbeeld een paprika is te zien of een blad”, duidt Alexander. 

Dat moest anders kunnen. Hij ontwikkelde een 3D-model van een paprikaplant. “In zo’n digitale omgeving leert de computer waar precies welk deel van de plant zit. Vanuit dat model krijg je nu automatisch de beschrijving die hoort bij een foto voor deep learning. Het eerste prototype dat ik samen met een andere student heb ontwikkeld, is in staat om paprika’s te herkennen én te tellen.” 

Goede voorspelling 
En dat is dan weer interessant voor de teler. Die weet nu in welke van de tientallen gangen met planten de paprika’s hangen en hoeveel het er zijn. Daarmee is het werk beter te plannen en was ook zijn onderzoeksproject Virtual Plant Modelling for Deep Learned Robotics voltooid. 

Alexander: “De volgende stappen zijn dat er een robot in de kas rondrijdt die ziet of een paprika al dan niet rijp is en die rijpe exemplaren daarna ook plukt. Maar dat viel niet binnen mijn opdracht. Een student is nu bij GreenTechLab met deze vraagstukken verdergegaan en die begeleid ik hierbij.” 

Innovatieve stap 
Het streven is volgens hem om 90 procent van het proces vooraf digitaal in kaart te brengen. Dat model wordt vervolgens scherp geslepen in de testomgeving, bij de kwekerij zelf. “Het was natuurlijk handig dat zich destijds een klant aandiende waar we het konden testen. Die bleek ook nog eens heel modern te zijn. Ze hebben er al wagentjes die zelfstandig de geplukte paprika’s naar de distributie brengen”, vertelt de medewerker van GreenTechLab. 

Met Alexanders prijswinnende onderzoek zet het bedrijf nu de volgende innovatieve stap. [Tim Durlinger]