In dit document worden de mogelijkheden voor het hernieuwd in gebruik nemen van de spoorlijn tussen Assen en Stadskanaal onderzocht. Hierbij wordt voortgebouwd op het project Flying Carpet waarbij een mogelijke verbinding door middel van autonome voertuigen voor vliegveld Eelde is onderzocht. De volgende aspecten zijn onderzocht: -De route van de voormalige spoorlijn, het aantal kruisingen en de geschiktheid voor autonome voertuigen -De route, frequentie en exploitatiekosten van de huidige openbaar vervoer (OV) verbindingen waarvoor autonome voertuigen een alternatief kunnen bieden -Een grove schatting van de infrastructuurkosten
Elke periode kent zijn eigen revolutie en elke revolutie brengt zijn eigen organisatorische model met zich mee. We bevinden ons nu in de 4e industri¨ele revolutie, waar het internet van dingen ons verbindt met autonome embedded systemen. Deze systemen zijn actief in de virtuele ’cyber’ wereld, alsook in de echte ’fysieke’ wereld om ons heen. Deze zogenoemde ’Cyber-Fysieke’ Systemen volgen daarmee een modern organisatorisch model, namelijk zelfmanagement, en zijn dan ook in staat zelf proactieve acties te ondernemen. Dit proefschrift belicht productiesystemen vanuit het Cyber-Fysieke perspectief. De productiesystemen zijn hier herconfigureerbaar, autonoom en zeer flexibel. Dit kan enkel worden bereikt door het ontwikkelen van nieuwe methodes en het toepassen van nieuwe technologie¨en die flexibiliteit verder bevorderen. Echter, effici¨entie is ook van belang, bijvoorbeeld door productassemblage zo flexibel te maken dat het daardoor kosteneffici¨ent is om de productie van diverse producten met een lage oplage, zogenaamde high-mix, low volume producten, te automatiseren. De mogelijkheid om zo flexibel te kunnen produceren moet bereikt worden door de creatie van nieuwe methoden en middelen, waarbij nieuwe technologie¨en worden gecombineerd; een belangrijk aspect hierbij is dat dit toepasbaar getest moet worden door gebruik van simulatoren en speciaal hiervoor ontwikkelde productiesystemen. Dit onderzoek zal beginnen met het introduceren van het concept achter de bijbehorende productiemethodologie, welke Grid Manufacturing is genoemd. Grid Manufacturing wordt uitgevoerd door autonome entiteiten (agenten) die zowel de productiesystemen zelf, als de producten representeren. Producten leven dan al in de virtuele cyber wereld voordat zij daadwerkelijk zijn gebouwd, en zijn zich bewust uit welke onderdelen zij gemaakt moeten worden. De producten communiceren en overleggen met de autonome herconfigureerbare productiesystemen, de zogenaamde equiplets. Deze equiplets leveren generieke diensten aan een grote diversiteit aan producten, die hierdoor op elk moment geproduceerd kunnen worden. Het onderzoek focust hierbij specifiek op de equiplets en de technische uitdagingen om dynamisch geautomatiseerde productie mogelijk te maken. Om Grid Manufacturing mogelijk te maken is er een set van technologische uitdagingen onderzocht. De achtergrond, onderzoeksaanpak en concepten zijn dan ook de eerste drie inleidende hoofdstukken. Daarna begint het onderzoek met Hoofdstuk 4 Object Awareness. Dit hoofdstuk beschrijft een dynamische manier waarop informatie uit verschillende autonome systemen gecombineerd wordt om objecten te herkennen, lokaliseren en daarmee te kunnen manipuleren. Hoofdstuk 5 Herconfiguratie beschrijft hoe producten communiceren met de equiplets en welke achterliggende systemen ervoor zorgen dat, ondanks | Dutch Summary 232 dat het product niet bekend is met de hardware van de equiplet, deze toch in staat is acties uit te voeren. Tevens beschrijft het hoofdstuk hoe de equiplets omgaan met verschillende hardwareconfiguraties en ondanks de aanpassingen zichzelf toch kunnen besturen. De equiplet kan dan ook aangepast worden zonder dat deze opnieuw geprogrammeerd hoeft te worden. In Hoofdstuk 6 Architectuur wordt vervolgens dieper ingegaan op de bovenliggende architectuur van de equiplets. Hier worden prestaties gecombineerd met flexibiliteit, waarvoor een hybride architectuur is ontwikkeld die het grid van equiplets controleert door het gebruik van twee platformen: Multi-Agent System (MAS) en Robot Operating System (ROS). Nadat de architectuur is vastgesteld, wordt er in Hoofdstuk 7 onderzocht hoe deze veilig ingezet kan worden. Hierbij wordt een controlesysteem ingevoerd dat het systeemgedrag bepaalt, waarmee het gedrag van de equiplets transparant wordt gemaakt. Tevens zal een simulatie met input van de sensoren uit de fysieke wereld ’live’ controleren of alle bewegingen veilig uitgevoerd kunnen worden. Nadat de basisfunctionaliteit van het Grid nu compleet is, wordt in Hoofdstuk 8 Validatie en Utilisatie gekeken naar hoe Grid Manufacturing gebruikt kan worden en welke nieuwe mogelijkheden deze kan opleveren. Zo wordt er besproken hoe zowel een hi¨erarchische als een heterarchische aanpak, waar alle systemen gelijk zijn, gebruikt kan worden. Daarnaast laat het hoofdstuk o.a. aan de hand van enkele voorbeelden en simulaties zien welke effecten herconfiguratie kan hebben, en welke voordelen deze aanpak zoal kan bieden.. Het proefschrift laat zien hoe met technische middelen geautomatiseerde flexibiliteit mogelijk wordt gemaakt. Hoewel het gehele concept nog volwassen zal moeten worden, worden er enkele aspecten getoond die op de korte termijn toepasbaar zijn in de industrie. Enkele voorbeelden hiervan zijn: (1) het combineren van gegevens uit diverse (autonome) bronnen voor 6D-lokalisatie; (2) een data-gedreven systeem, de zogeheten hardware-abstractielaag, die herconfigureerbare systemen controleert en de mogelijkheid biedt om deze productiesystemen aan te passen zonder deze te hoeven herprogrammeren; en (3) het gebruik van Cyber-Fysieke systemen om de veiligheid te verhogen.
MULTIFILE
In onze visie voeren robots autonoom taken uit op de akker. Ze kunnen zaaien, oogsten, onkruid verwijderen, gewassen monitoren en verzorgen. Hierdoor zijn agrariërs minder kostbare tijd kwijt aan basistaken. Ook zijn er met dit soort robots geen (of veel minder) bestrijdingsmiddelen nodig en rijden er geen zware machines meer op het land. Dit leidt tot minder bodemverdichting en daardoor hoeft het land niet (of minder diep) te worden omgeploegd. Naast een enorme besparing op brandstof leidt dit ook tot een betere bodemkwaliteit en worden nieuwe teelten mogelijk. Agrarische robots zijn volop in ontwikkeling. Er zijn echter nog een aantal uitdagingen die opgelost moeten worden. Eén van die uitdagingen is volledig autonome, robuuste en veilige navigatie. De robot moet kunnen rijden zonder een bestuurder. Het AgriNav project: Agricultural Navigation In dit project werkt Saxion samen met drie pioniers op het gebied van agrarische robots in Nederland. Het doel is om een gedegen beeld van oplossingen voor het navigatieprobleem te ontwikkelen. We brengen daarvoor in kaart welke producten en frameworks er zijn en in hoeverre deze direct te gebruiken zijn. Op basis van de bevindingen maken we een afweging of de navigatie oplossing wordt ingekocht of dat deze zelf wordt ontwikkeld, bijvoorbeeld op basis van bestaande open source projecten. Onderdeel van dit KIEM project is het starten van vervolgtrajecten, zoals RAAK-mkb of RAAK-PRO. Impact Het project “AgriNav” geeft de inzet van kleine autonome zelfrijdende robots in de agrarische sector een boost, waardoor er nieuwe en duurzamere landbouw kan ontstaan. Dit past bij de ambitie van Nederland om voorop te lopen op het gebied van technologie voor voedselproductie. Door het project wordt de kennispositie van het consortium versterkt in zowel de topsector HTSM als AgriFood en de NWA routes “Duurzame productie van gezond en veilig voedsel” en “smart industrie”.
In de schoonmaakbranche is de werkdruk hoog . Hierdoor worden gebouwen dagelijks niet goed genoeg schoongemaakt. Er heerst krapte op de arbeidsmarkt. Schoonmaakwerk is vooral handmatig werk en is ook zwaar werk. De schoonmaakbranche is dringend op zoek naar technologische oplossingen die het werk in de toekomst kunnen verlichten. Eén van die technologische oplossingen is de introductie van schoonmaakrobots , die op dit moment mondjesmaat op de markt worden gebracht. Schoonmaakorganisaties weten nog niet goed hoe deze robots efficiënt in te zetten, het vergt nog veel tijd om ze te kunnen gebruiken en schoonmaakmedewerkers zijn terughoudend om ermee te werken. Het project Assisted Cleaning Robots (ACR) richt zich op de volgende onderzoeksvraag: “hoe integreer je robottechnologie in het werkproces in de schoonmaakbranche, zodat een robot enerzijds zo optimaal mogelijk het werkproces ondersteunt, en anderzijds zo optimaal mogelijk met de mens samenwerkt.” Wat hierin optimaal is en hoe dit gemeten kan worden, is onderdeel van het onderzoek en is afhankelijk van de technologische mogelijkheden, de mensen die er mee werken, en de werkomgeving. In dit project werken Fontys Hogeschool Engineering, Fontys Hogeschool Techniek & Logistiek en de Haagse Hogeschool samen met schoonmaakorganisaties CSU en Hectas en andere bedrijven (toeleveranciers van schoonmaakrobots als ontwikkelaars), nationaal samenwerkingsverband Holland Robotics en brancheorganisatie Schoonmakend Nederland. Dit project kent een looptijd van twee jaar en gaat van start op 1 november 2021. In dit project worden nieuwe schoonmaakprocessen gedefinieerd en wordt op basis van deze processen technologie ontwikkeld (waar doorgaans eerst een nieuw product wordt ontwikkeld en daarna pas gekeken naar hoe dit product in te zetten). In dit project staat de mens die met de technologie in het proces moet gaan werken centraal. De technologie en het proces worden gevalideerd middels praktijktests met de betrokken schoonmaakorganisaties, op representatieve locaties. Hieruit worden lessen getrokken voor verbeteringen.
Het lijkt de ideale oplossing: robots die de hele dag automatisch onkruid verwijderen, gewassen monitoren en verzorgen. Hierdoor zijn geen (of minder) bestrijdingsmiddelen nodig en rijden er geen zware machines meer op het land. Dit leidt tot minder bodemverdichting en het land hoeft niet (of minder) te worden omgeploegd. Naast een flinke besparing op brandstof leidt dit tot een betere kwaliteit van de grond en mogelijk nieuwe teelten. Inmiddels komen deze robots langzamerhand beschikbaar. Ze worden echter nog niet ingezet in de landbouw in Nederland. We willen inzicht in waarom deze techniek nog niet massaal wordt omarmd. Is het te duur? Niet commercieel verkrijgbaar? Onhandig? Niet robuust? Te ingewikkeld? Technisch nog niet volwassen? Of is er gewoon onbekendheid? Het project In het project brengen we in kaart welke partijen er in de markt actief zijn en welke producten er al zijn en welke nog worden ontwikkeld. Daarnaast willen we vanuit de agrarische sector weten wat zij als drempel en mogelijkheden zien voor de toepassing van deze techniek. We willen beschikbare producten testen en onder de aandacht brengen. Door in kaart te brengen wat er is en wat er gewenst is, ontstaat inzicht in de kloof die nog moet worden overbrugd. Vervolgprojecten kunnen die kloof overbruggen. Impact Het project “automatische onkruidbeheersing” geeft de inzet van kleine autonome robots in de agrarische sector een boost, waardoor er nieuwe en duurzamere landbouw ontstaat. Het project draagt bij aan de ambitie van Nederland om gidsland te zijn op het gebied van technologie voor voedselproductie. Het project wordt de kennispositie van het consortium versterkt in zowel de topsector HTSM als AgriFood en de NWA routes “Duurzame productie van gezond en veilig voedsel” en “smart industrie”.
