DurableCASE

Sinds de laatste voortgangsrapportage lag een deel van de focus
op het onderzoek naar (de evolutie van) bestaande robot fleet
management oplossingen en de positionering van het
DurableCASE RCF – Robot Cooperativity Framework. Daaruit is
gebleken dat de DurableCASE oplossing zich via twee zaken
onderscheidt van bestaande oplossingen:
- Het RCF biedt de individuele robots een maximale
‘autonomy horizon’, door ze meervoudige takenlijsten i.p.v.
enkelvoudige taken mee te geven
- Het RCF laat peer-2-peer interactie toe, waarmee robots
onderling complexe coöperatieve taken kunnen uitvoeren
(‘leader-follower’, ‘takeover’, ‘headland turn’, etc.) en lokaal
problemen kunnen oplossen
Hiernaast is een derde use case uitgewerkt in samenwerking met
RAAK-mkb project AAN. In deze use case is het DurableCASE
RCF toegevoegd aan de AAN simulatie in Asimovo. In de
bestaande AAN simulatie was reeds field coverage en rowfollowing op basis van een open source ROS2/NAV2
implementatie beschikbaar gemaakt voor een enkele robot.
DurableCASE heeft daar multi-robot field coverage en resource
sharing aan toegevoegd.
Lerend van de implementaties in de drie use cases is de
DurableCASE API verder gegeneraliseerd en is tevens de
architectuur deels vereenvoudigd (het framework bevat
uiteindelijk minder software agents) en verder gespecificeerd
m.b.t. integratie in de individuele robotbesturing.
Tijdens het eindevent op 30 oktober is gereflecteerd op het
project en de evoluerende RCF architectuur. Daarbij is een live
labdemonstratie gegeven van de meest complexe use case:
coöperatieve oogstafvoer. In deze demo worden twee
gerobotiseerde ‘chaser bins’ ingezet, die als team de oogst van
een fysiek geëmuleerde oogster afvoeren. Als test van de
robuustheid van het RCF konden de toeschouwers de snelheid
van de oogster en de flow van de oogst dynamisch aanpassen.
Het RCF wordt uiteindelijk in open source gepubliceerd op
GitLab. Een master thesis kandidaat werkt nog aan verfijning van
de AAN use case en generalisatie van de RCF API. Zodra dit
werk is afgerond (naar verwachting begin 2025) zal het RCF op
GitLab worden gepubliceerd. Dit zal in de nieuwsberichten op
www.durablecase.nl worden vermeld.

De Nederlandse agrosector heeft te maken met sterke schaalvergroting, klimaatverandering, achteruitgang van bouwland door bodemverdichting van zware machines, teruglopende beschikbaarheid van arbeid en een strengere milieuwetgeving. Oplossingen worden gezocht in het gebruik van kleine, autonome machines (agrobots) die specifieke taken van boeren kunnen overnemen. Nederlandse machinebouwers als Lely spelen hierop in met melk-, voer- en mestruimrobots. De agrarische sector wil steeds efficiënter werken, haar productiviteit verbeteren en vraagt zodoende voortdurend om slimmere applicaties. Een toekomstbeeld waarbij samenwerkende agrobots situaties kunnen beoordelen en gezamenlijk complexe taken kunnen uitvoeren wordt gezien als ‘The next step’ en onvermijdelijk, maar tevens als ingewikkeld, risicovol en voorlopig onrealiseerbaar. Machinebouwers hechten grote waarde aan betrouwbaarheid en missen de technologie om onderlinge coöperativiteit tussen machines met de nodige robuustheid te kunnen ontwikkelen en te integreren in hun product.
De HAN heeft inmiddels veel ervaring opgebouwd op het gebied van programmeertools voor robotica en wil samen met kennisinstellingen als WUR, TUDelft en UT, machinebouwers als Lely en MultiToolTrac en eindgebruikers uit de agrarische sector, kennis en ervaring ontwikkelen op het gebied van het programmeren van robuuste, coöperatieve systemen. Het consortium wil dit doen met behulp van een modelgebaseerde workflow op basis van een integrale, open source toolchain waarin bestaande tools c.q. ecosystemen zijn geïntegreerd. Dit moet uiteindelijk resulteren in een praktijkdemonstratie – op de Floriade 2022 - van de technologie middels twee prototypes: mestrobots in de veehouderij en oogstafvoersystemen in de akkerbouw. Ten behoeve van een goede projectfocus beschouwt DurableCASE autonomie als reeds bestaand en voegt hier coöperativiteit aan toe. Concreet levert DurableCASE het volgende op:
- gedemonstreerde en gepubliceerde, toepasbare kennis over robuuste coöperativiteit in agrobotica, gebaseerd op multi-agent technologie;
- een open toolchain die efficiënte, modelgebaseerde ontwikkeling van robuuste coöperativiteit mogelijk maakt;
- inzicht in de business case;
- lesmateriaal op basis van bovengenoemde kennis en toolchain.