{"id":11868,"date":"2026-04-20T11:30:11","date_gmt":"2026-04-20T11:30:11","guid":{"rendered":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/portfolio\/kamil-bujnarowski\/"},"modified":"2026-04-20T11:30:17","modified_gmt":"2026-04-20T11:30:17","slug":"kamil-bujnarowski","status":"publish","type":"us_portfolio","link":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/portfolio\/kamil-bujnarowski\/","title":{"rendered":"Kamil Bujnarowski"},"content":{"rendered":"","protected":true},"excerpt":{"rendered":"","protected":true},"author":7,"featured_media":11869,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","template":"","meta":{"_acf_changed":false,"footnotes":""},"us_portfolio_category":[45],"class_list":["post-11868","us_portfolio","type-us_portfolio","status-publish","post-password-required","hentry","us_portfolio_category-new-template"],"acf":{"naam_van_het_proefschift":"COGNITIVE ROBOTICS FOR INSECT FARMING AND VERSATILE MATERIAL HANDLING","samenvatting":"Cognitieve robotica is een onderzoeksveld aan het snijvlak van robotica en kunstmatige intelligentie (AI). Het heeft tot doel om robotsystemen te voorzien van cognitieve mechanismen, waardoor ze hun omgeving kunnen waarnemen, informatie kunnen verwerken en desgewenst contextgevoelige beslissingen kunnen nemen (Aly et al., 2017; Cangelosi & Asada, 2022; Levesque & Lakemeyer, 2008). Dit onderzoeksgebied adresseert een aantal tekortkomingen van traditionele robotica in de automatisering. Traditionele robots zijn weliswaar effectief in het uitvoeren van voorgeprogrammeerde taken in gestructureerde omgevingen, maar kunnen zich niet aanpassen aan veranderingen, kunnen minder goed omgaan met onzekerheid en kunnen hun kennis niet generaliseren naar andere contexten (Qadeer et al., 2024; Y. Wang, 2010). Industri\u00eble automatisering, hoewel zeer effici\u00ebnt in een stabiele omgeving, is van nature kwetsbaar: afwijkingen van verwachte input kunnen tot fouten leiden (Cangelosi & Asada, 2022; Galin & Meshcheryakov, 2019; Javaid et al., 2021). Traditionele automatisering blinkt uit in gecontroleerde, repetitieve en zeer voorspelbare domeinen, zoals assemblagelijnproductie. Het heeft echter moeite met contexten die gekenmerkt worden door inconsistentie, variabiliteit, onvolledige informatie of de noodzaak tot interactie met mensen (Dmytriyev et al., 2024; Galin & Meshcheryakov, 2019).\n\nDit proefschrift presenteert het ontwerp en de implementatie van een veelzijdige cognitieve robotcel, zoals ontwikkeld binnen het Europese Horizon 2020-project \u2018Cognitive Robotics for automated and digitised Insect Farming\u2019 (CoRoSect). CoRoSect heeft tot doel een framework te ontwikkelen voor de inzet van netwerkgebaseerde cognitieve robotsystemen, waarbij insectenkweek een use case vormt die ons in staat stelt om hun sterke en zwakke punten in kaart te brengen. De ongestructureerde omgeving binnen een insectenkwekerij biedt alle mogelijkheden tot waardevolle stresstests voor cognitieve robotsystemen en legt beperkingen bloot: qua bereikbaarheid en vrijheidsgraden voor flexibele manipulatie in afgesloten ruimtes, voor verfijnde grijptaken met een diversiteit aan objecten en zelfs levende organismen, ten aanzien van kwetsbaarheid voor ruis en occlusie in visuele data die de observatie en plaatsbepaling van objecten be\u00efnvloeden, en de noodzaak van frequente besluitvorming. Het kunnen hanteren van levende insecten in een insectenkwekerij vereist dat robots goed kunnen omgaan met snel veranderende omstandigheden, die unieke problemen cre\u00ebren afhankelijk van de ontwikkelingsstadia van verschillende insectensoorten. Bijvoorbeeld occlusie door gravende larven, snelle groeicycli die een aangepaste benadering voor elke fase vereisen, of de noodzaak van voortdurende kwaliteitsinspectie.\n\nHet doel van dit proefschrift is om inzicht te krijgen in de veelzijdigheid die wordt geboden door cognitieve robotsystemen, en daarmee de beperkingen van een collaboratieve, gearticuleerde robotarm aan te pakken, om zo het toepassingsgebied en de mogelijkheden ervan in een niet sterk-gecontroleerde omgeving te vergroten. Meer concreet zijn de bijdragen die in dit proefschrift worden gepresenteerd gericht op het aanpakken van uitdagingen voor de automatisering van ongestructureerde, mensgerichte werkruimtes, waarin robots materiaal hanteren, kwaliteitsbeheer uitvoeren en fijne handelingen verrichten. De belangrijkste resultaten en bijdragen, belicht in elk hoofdstuk, zijn: het ontwerp en de besturingssoftware van een uitbreiding van de kinematische keten voor een groter werkbereik en grotere handelingsvrijheid in beperkte ruimtes (Hoofdstuk 3), een zacht-en-rigide hybride eind-effector voor veelzijdige materiaalhantering (Hoofdstuk 4), het structurele ontwerp van de robotcel en de implementatie van de besturingssoftware (Hoofdstuk 5), en de implementatie van cognitieve capaciteiten in perceptie, objectlokalisatie en foutcorrectiestrategie\u00ebn, samen met experimenten en succesvolle demonstraties van use cases in materiaalhantering en kwaliteitsbeheer (Hoofdstuk 6). De robot is ge\u00efmplementeerd als prototype, getest en gevalideerd op basis van eindgebruikersvereisten binnen CoRoSect. De veelzijdigheid van de cognitieve robot wordt aangetoond door een verscheidenheid aan unieke use cases van drie verschillende insectensoorten, namelijk Tenebrio Molitor (meelwormen), Hermetia Illucens (zwarte soldatenvliegen) en Acheta Domesticus (huiskrekels). De resultaten en technologie\u00ebn worden besproken in de context van het CoRoSect-framework, dat een robotiseringsoplossing voorstelt die in staat is gebleken processen te hanteren van drie van de meest gekweekte insectensoorten in de EU. Deze hoofdstukken zijn gestructureerd rondom de ontwikkeling van de belangrijkste componenten van een cognitieve robotcel.","summary":"Cognitive robotics is a research field at the intersection of robotics and artificial intelligence (AI). It aims to provide robotic systems with cognitive mechanisms, allowing them to perceive their environment, process information, and make context-sensitive decisions (Aly et al., 2017; Cangelosi & Asada, 2022; Levesque & Lakemeyer, 2008). This field of research addresses several shortcomings of traditional robotics in automation. Traditional robots are effective at performing pre-programmed tasks in structured environments, but they cannot adapt to changes, handle uncertainty well, or generalize their knowledge to other contexts (Qadeer et al., 2024; Y. Wang, 2010). Industrial automation, while highly efficient in stable environments, is inherently fragile: deviations from expected input can lead to errors (Cangelosi & Asada, 2022; Galin & Meshcheryakov, 2019; Javaid et al., 2021). Traditional automation excels in controlled, repetitive, and highly predictable domains, such as assembly line production. However, it struggles with contexts characterized by inconsistency, variability, incomplete information, or the need for interaction with humans (Dmytriyev et al., 2024; Galin & Meshcheryakov, 2019).\n\nThis dissertation presents the design and implementation of a versatile cognitive robot cell, developed within the European Horizon 2020 project \u2018Cognitive Robotics for automated and digitised Insect Farming\u2019 (CoRoSect). CoRoSect aims to develop a framework for the deployment of network-based cognitive robotic systems, using insect farming as a use case that allows us to map their strengths and weaknesses. The unstructured environment within an insect farm offers opportunities for valuable stress tests of cognitive robotic systems and reveals limitations: in terms of accessibility and degrees of freedom for flexible manipulation in confined spaces, for refined gripping tasks with a diversity of objects and even living organisms, regarding vulnerability to noise and occlusion in visual data affecting object observation and localization, and the need for frequent decision-making. Handling live insects in an insect farm requires robots to cope well with rapidly changing conditions, which create unique problems depending on the developmental stages of different insect species. For example, occlusion by burrowing larvae, rapid growth cycles requiring an adapted approach for each phase, or the need for continuous quality inspection.\n\nThe goal of this dissertation is to gain insight into the versatility provided by cognitive robotic systems, thereby addressing the limitations of a collaborative, articulated robot arm to increase its scope and capabilities in a non-highly-controlled environment. More specifically, the contributions presented in this dissertation are aimed at addressing challenges for the automation of unstructured, human-centered workspaces in which robots handle material, perform quality management, and execute fine operations. The main results and contributions, highlighted in each chapter, are: the design and control software of an extension of the kinematic chain for a larger working range and greater freedom of action in confined spaces (Chapter 3), a soft-and-rigid hybrid end-effector for versatile material handling (Chapter 4), the structural design of the robot cell and the implementation of the control software (Chapter 5), and the implementation of cognitive capabilities in perception, object localization, and error correction strategies, along with experiments and successful demonstrations of use cases in material handling and quality management (Chapter 6). The robot has been implemented as a prototype, tested, and validated based on end-user requirements within CoRoSect. The versatility of the cognitive robot is demonstrated by a variety of unique use cases from three different insect species, namely Tenebrio Molitor (mealworms), Hermetia Illucens (black soldier flies), and Acheta Domesticus (house crickets). The results and technologies are discussed in the context of the CoRoSect framework, which proposes a robotization solution that has proven capable of handling processes from three of the most farmed insect species in the EU. These chapters are structured around the development of the key components of a cognitive robot cell.","auteur":"Kamil Bujnarowski","auteur_slug":"kamil-bujnarowski","publicatiedatum":"29 mei 2026","taal":"NL","url_flipbook":"https:\/\/ebook.proefschriftmaken.nl\/ebook\/kamilbujnarowski?iframe=true","url_download_pdf":"https:\/\/ebook.proefschriftmaken.nl\/download\/3fe28585-c5f6-46c2-88a9-2b60e84c9ff6\/optimized","url_epub":"","ordernummer":"18904","isbn":"978-94-6534-368-6","doi_nummer":"","naam_universiteit":"Universiteit Maastricht","afbeeldingen":11870,"naam_student:":"","binnenwerk":"","universiteit":"Universiteit Maastricht","cover":"","afwerking":"","cover_afwerking":"","design":""},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/us_portfolio\/11868","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/us_portfolio"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/types\/us_portfolio"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/users\/7"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=11868"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/us_portfolio\/11868\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":11871,"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/us_portfolio\/11868\/revisions\/11871"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media\/11869"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=11868"}],"wp:term":[{"taxonomy":"us_portfolio_category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/us_portfolio_category?post=11868"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}