Een machine die zelf onkruid herkent en verwijdert, een robot die met grijparmen rijpe vruchten afsnijdt en plukt of een kas die autonoom het klimaat regelt. Voor WUR-onderzoekers Bram Veldhuisen en Anja Dieleman is het dagelijkse kost: zij houden zich bezig met onderzoek naar de ontwikkeling en implementatie van deze slimme AI-technologieën.
Zo wordt de land- en tuinbouw duurzamer, krijgen ze betere opbrengsten en is er minder arbeid nodig. We vroegen hen naar veelbelovende oplossingen, de nog te overwinnen hordes én risico’s die we in de gaten moeten houden.
Precisielandbouw en agro-robotica
Artificial Intelligence (AI) biedt op verschillende vlakken uitkomst voor de land- en tuinbouw, zegt Bram Veldhuisen, onderzoeker op het gebied van precisielandbouw en agro-robotica. “Denk aan het herkennen van onkruid of het oogsten van gewassen. Door middel van training kun je een machine leren om onderscheid te maken tussen bijvoorbeeld een aardappelplant en onkruid of laten zien wanneer een gewas rijp is om van het land te halen. Dat is superhandig natuurlijk, want als je dit allemaal handmatig moet doen – zoals nu veelal gebeurt – kost dit ontzettend veel tijd en energie. Bovendien is de kans groot dat je met het blote oog dingen over het hoofd zit. Slimme systemen met high-tech camera’s en sensoren zien meer.”
Smart implements
Een van de uitdagingen is hoe we ervoor zorgen dat deze slimme systemen ook voor – bijna – 100 procent betrouwbaar zijn. De missende schakel hierbij zijn volgens Veldhuisen ‘smart implements’. “Dit is een geïntegreerd systeem in een machine of robot dat de mogelijkheid heeft om zijn eigen werk te controleren. Als je een robot het land opstuurt om onkruid te ruimen, dan wil je niet dat hij per ongeluk een deel van de gewasplantjes meeneemt. En als je wilt oogsten, dan is het wel de bedoeling dat alleen de rijpe gewassen van het veld worden gehaald. Een smart implement heeft zelf door of het werk goed gaat of dat iemand toch moet komen om in te grijpen of bij te sturen.”
Signaal als er iets misgaat
Smart implements zijn nog niet toegepast in de praktijk, zegt Veldhuisen. “Bij WUR werken we aan de ontwikkeling hiervan, onder meer in Robs4Crops. In dit project hebben we een camerasysteem ontwikkeld voor een schoffelmachine op een bietenveld. Hiermee kan de machine voor en achter zich kijken en zo het aantal gewasplanten tellen dat eraan komt en achter de machine ligt. Als er een mismatch is tussen deze aantallen, geeft de machine een signaal af zodat de boer weet dat er iets mis is gegaan. Zo’n systeem zou je bijvoorbeeld ook kunnen ontwikkelen voor het zaaiproces. Zo zijn er voor elk type machine wel controlestappen te bedenken die we nu nog als mens uitvoeren.”
Slimme oogst- en plukrobots
In andere projecten werken onderzoekers van WUR aan een andere toepassing van AI-technologie, namelijk slimme oogstrobots. Veldhuisen: “Een paar jaar geleden hebben we een oogstrobot voor broccoli ontwikkeld. Deze hebben we voorzien van een camerasysteem dat heel precies ziet welke broccoli rijp genoeg is. In andere teelten zijn vergelijkbare toepassingen ontwikkeld, zoals een oogstrobot voor paprika’s. Verder loopt er vanuit WUR momenteel een project, The Next Fruit 4.0, dat zich richt op de fruitteelt. Hierin wordt onder meer gekeken naar plukrobots. De ontwikkeling hiervan is wat uitdagender, omdat je bij fruit nog voorzichtiger moet zijn dan bij andere gewassen. Een appel of peer moet je niet trekken of snijden, maar draaien. Ook wil je geen deukjes.”
Praktijk staat te springen
Zowel Dieleman als Veldhuisen ziet dat agrariërs en telers staan te springen om meer gebruik te maken van slimme technologie. Veldhuisen: “Niet alleen omdat het de opbrengst verbetert, maar ook vanwege de problemen rondom het aanbod van arbeid. Steeds minder mensen willen het veld op voor het intensieve werk. Dan bieden slimme machines uitkomst. Daarnaast zien we dat het bewustzijn over onderwerpen als klimaat en milieu ook toeneemt. Door slimmer om te gaan met energie, water en nutriënten en chemische bestrijding te vervangen door milieuvriendelijkere methodes, zoals laseren van onkruid, hebben de activiteiten minder schadelijke impact. Nu is het nog zaak dat we technieken rijp en toegankelijk maken voor de praktijk.”
Meer autonomie niet zonder risico’s
Tot slot benadrukken de experts dat de inzet van meer autonome technologie ook risico’s met zich kan meebrengen. Dieleman: “Als je een teelt op afstand wilt aansturen, moet je wel op de data kunnen vertrouwen. Als ergens een slangetje loszit of put verstopt zit, kloppen de getallen niet meer. Om dit soort problemen te voorkomen, moet je een extra controle inbouwen.” Veldhuisen: “Wat ook speelt als je meer digitaal gaat werken, zijn risico’s rondom cybersecurity. Als iemand met verkeerde intenties inbreekt in je systeem, kan die bijvoorbeeld instellen dat de machine al je plantjes kapotmaakt. Daarnaast moet je zorgen dat autonome machines zich veilig voortbewegen. Op dat gebied kunnen we meekijken met de ontwikkeling van zelfrijdende auto’s. Maar laten we eerst maar eens bewijzen dat alles wat we nu willen, ook daadwerkelijk functioneert.”
Bron: WUR
