Повече от 100 години семейната компания Bock Bio Science е водещ световен експерт в изкуственото култивиране на разсаден материал за градински растения. Преди 10 години се ражда идеята за RoBoCut – надеждно, рентабилно и устойчиво решение за автоматизация на процеса с използването на лазер. Днес собствениците ръководят екип от 14 експерти, като от 2022 г. RoBoCut слага началото на нов тип култивиране на разсаден материал. „Системата RoBoCut обхваща напълно стерилна роботизирана клетка, оборудвана с един робот RS007L и три високоефективни робота RS007N на Kawasaki Robotics. Лабораторните чаши, съдържащи растенията за разсад, се подават през входящ канал. Те се отварят и растенията се вземат едно по едно от робот с механичен захват. След това минават през система за разпознаване на изображения, където в рамките на 0.3 s растението прецизно се сканира и се определят линиите на срезовете“, разказаха за ДигиталнаИндустрия.bg от доказаната българска търговска и инженерингова компания Бимекс Лимитид, партньор на Kawasaki Robotics за България.

Bio Science е класическа лаборатория за култивиране на растения и тъкани, чиято цел е автоматизиране на процесите по размножаване на растения в изкуствени условия. Доскоро производството на този тип разсаден материал се е осъществявал предимно в страни, в които заплащането на ръчния труд е ниско. Но Фридерике и Щефан фон Рундщет, собственици на Bio Science, са категорични, че култивирането на разсаден материал трябва да остане в Бремен. В началото те започнали с размножаването на редки орхидеи. Първоначалните дискусии с партньори по автоматизация преди около десет години имали смесени отзиви: „Твърде сложно е, никоя машина не може да направи това, както и нека опитаме и да видим какъв ще е резултатът“, спомня си Фридерике фон Рундщет. „С навлизането на изкуствения интелект, машинното обучение и разпознаването на изображения, проблемите в автоматизацията на този процес бавно, но сигурно започнаха да се решават“, добавя тя.

RoBoCut е резултат от сложна, десетгодишна разработка. Идеята е автоматично култивиране в лабораторни условия на стерилни растения. Процесът може да се обясни просто: разпознаване и захващане, поставяне на линиите на срезовете, изрязване, взимане и поставяне в нови лабораторни чаши. Системата RoBoCut разчита на лазер, поставен върху високоефективна роботизирана ръка, вместо на обичайния скалпел. Това позволява чисто и много прецизно рязане за оптимално производство на разсаден материал.

В началото RoBoCut е разработен само за Bock Bio Science, но след първите презентации интересът към тях от други производители бързо нараства. „Подкрепата от страна на Kawasaki Robotics бе забележителна. Готовността на Kawasaki да ни предостави робот назаем за тестовете и прототипите бе от голяма помощ за нас, особено в началото на проекта. Това ни позволи да добием увереност и импулс за неговата реализация“, коментираха от компанията-инвеститор.

Системата RoBoCut е напълно стерилна роботизирана клетка, оборудвана с един робот RS007L и три високоефективни робота RS007N на Kawasaki Robotics. Лабораторните чаши, съдържащи растенията за култивиране, се подават през входящ канал. Те се отварят и растенията се вземат едно по едно от робот с механичен захват. Растенията минават през система за разпознаване на изображения, където прецизно се разпознават в рамките на 0.3 s и се определят линиите на срезовете.

След това растението се пренася в т. нар. лазерна камера, където се разделя според положените срезови линии. Тук се извършва същинското автоматизирано производство на разсаден материал. Лазерът разделя растението на отделни издънки, които се поставят върху стерилна конвейерна лента. Оттам те се хващат от друг робот и се поставят в нова чаша с хранителна среда агар-агар. Чашата се затваря и напуска машината през изходящия канал. Автоматизацията с RoBoCut позволява безконтактна обработка на растенията в стерилната стая без човешки контакт.

Предимството на лазера пред конвенционалните скалпели е, че лазерният лъч е само една четвърт от дебелината на скалпела. Отрязването е абсолютно прецизно, бързо и не нанася щети на растението. В комбинация с разпознаването на изображението, лазерът може също да реже прецизно по естествената линия на растеж. Резултатът е значително по-добър растеж на новите растения, тъй като те веднага могат да абсорбират по-интензивно хранителни вещества.

Въпреки че първоначално RoBoCut е разработена за трудни за разсаждане орхидеи Phalaenopsis, системата е подходяща и за размножаване на много други растения – включително декоративни растения, фиданки, трайни насаждения или зеленчуци, например картофи. В бъдеще RoBoCut ще се използва не само за разсад на тъканни култури, а и при вегетативно размножаване.

Изкуственият интелект определя перфектни линии на срезовете

Изкуственият интелект (AI) играе ключова роля в RoBoCut. В допълнение към четирите контролера за роботите са инсталирани три индустриални компютъра и AI сървър. 16 камери осигуряват необходимите входящи данни на софтуера за визуално разпознаване. Въз основа на тези изображения се генерира 3D модел, върху който се определят линиите на срезовете с помощта на AI. Преди лазерното срязване да бъде извършено в следващата стъпка, растението се записва отново и 3D моделът се подравнява, така че всички измествания по време на транспортиране да могат лесно да бъдат компенсирани.

Последното предизвикателство в процеса е отстраняване на растенията от линията в подходящата позиция и поставянето им в агар-агар среда. Използвайки AI, роботът получава точната информация, за да сортира нежеланите растителни части и прецизно да премахне и постави правилните издънки.

Фокус върху устойчивостта и опазването на околната среда

За Фридерике фон Рундщет факторите за опазване на околната среда и устойчивостта са от първостепенна важност още от самото начало. „С една клетка можем да заменим до десет стерилни работни маси и да спестим енергия. Бързият и здравословен растеж на прецизно подготвените растителни резници също значително намалява употребата на пестициди в производствения процес надолу по веригата“, заявяват тя.

С повече от пет милиарда растения, произведени в лабораторни условия, и годишен темп на растеж от 12%, глобалното търсене на роботизираното решение е огромно. „RoBoCut е система, от която пазарът има голяма нужда“, добавя Щефан фон Рундщет. В бъдеще растения могат да се произвеждат по същия метод – на място, устойчиво и винаги с постоянно качество. По този начин RoBoCut дава активен принос и отправя поглед към бъдещето, като екипът на RoBoCut вече разглежда кои процеси в обработката на растенията могат да бъдат допълнително автоматизирани.

В бъдеще RoBoCut може да играе решаваща роля също и за смекчаване на икономическите ефекти от извънредни ситуации като пандемията от COVID-19. Например, доставките на млади растения от страните производители бяха силно ограничени по време на пандемията, което доведе до значително по-високи цени и ниска наличност. „Надяваме се чрез системата да успеем постигнем обрат: производството в местни условия трябва отново да стане рентабилно и предпочитано“, категорична е Фридерике фон Рундщет.

Повече информация за Бимекс Лимитид ООД, марките, продуктите и услугите, които предлага у нас, реализации и актуални промоционални кампании, бихте могли да намерите в микросайта на фирмата в Борса.bg! Разберете още кои са активните постоянни и стажантски позиции на компанията, както и подробности за технологичните възможности и бъдещите ѝ планове за развитие от ТУК!

Източник на снимковия материал: Бимекс Лимитид, Kawasaki Robotics