Voor Canadese telers zijn de grootste uitdagingen het irrigeren van hun gewassen en het vinden van ervaren telers om de gewassen te beheren. Of kunstmatige intelligentie kan helpen personeel te vinden, laten we hier even buiten beschouwing, maar dat het kan helpen bij goed water geven, dat is inmiddels wel duidelijk.
De watergift is nu vaak nog meer gebaseerd op intuïtie dan op meten en telers hebben de neiging om hun irrigatiebeslissingen te baseren op de droogste pot of substraatmat. Veel planten krijgen hierdoor onvermijdelijk meer water dan ze nodig hebben. Niet alleen wordt hierdoor een kostbare bron verspild, maar het kan ook invloed hebben op de kwaliteit en de oogst en kan planten gevoelig maken voor ziektes.
Bovendien kost een visuele controle veel tijd. Telers leggen rustig tientallen kilometers per dag af. Om dit probleem op te lossen, is het robotica en automatiseringsteam van Vineland samen met LetsGrow.com druk bezig geweest met het ontwikkelen van technologieën om telers te helpen bij het optimaliseren van hoe en wanneer ze planten water moeten geven.
Eerste testen positief
De eerste generatie van hun geautomatiseerde slimme irrigatiesysteem is in het najaar van 2019 geïntroduceerd. Het systeem maakt gebruik van bodem- en klimaatsensoren om in realtime gegevens over de toestand van het plantenwater te verzamelen.
Geavanceerde algoritmen voor machine learning zijn gebruikt om beslissingen te nemen over waar en wanneer de planten geïrrigeerd moeten worden, en deze worden vervolgens doorgegeven aan de teler. Het baseren van beslissingen op harde gegevens in plaats van op perceptie helpt telers om onnodige irrigatie te voorkomen.
De resultaten van de pre-commerciële tests zijn veelbelovend, aldus de betrokken partijen. In één commerciële kas verminderde het systeem het waterverbruik met 15 procent en bespaarde het ongeveer €1920/0,4 ha per jaar aan arbeid. De kwaliteit van de planten is ook verbeterd. De verwachting is dat de nieuwe technologie alleen al €21,2 miljoen per jaar aan arbeidsbesparing zal opleveren in alle sierteeltbedrijven in Canada.
Tweede fase
Gesterkt door het succes van de eerste systemen, gaat Vineland nu beginnen met een tweede ontwikkelingsfase.
Een nadeel van het eerste prototype is het royale gebruik van bodemvochtsensoren die de kosten van de ingebruikname kunnen opdrijven. Er kunnen namelijk tot 2000 sensoren nodig zijn om een middelgrote kas volledig te bedekken. De sensoren kunnen de teler bovendien ook in de weg zitten.
Dit heeft Vineland ertoe aangezet om deze keer een andere aanpak te hanteren. Het doel is om een beslissingsondersteunende tool te ontwikkelen die werkt met de hardware die al in gebruik is in kassen. In plaats van sensoren te gebruiken om de teler te vertellen hoeveel water er in de bodem zit, zal het systeem gebruik maken van variabele metingen zoals luchtvochtigheid, vocht en temperatuur om het watergehalte van de bodem af te leiden.
In de ontwikkelingsfase zal de correlatie van deze variabelen met de irrigatiebeslissingen van de telers en de waarnemingen van de plantengroei helpen bij het identificeren van patronen in het klimaat en de waterhuishouding. Deze zullen het algoritme van de volgende generatie aansturen om nauwkeurig en robuust te voorspellen of er al dan niet geïrrigeerd moet worden. Volgens Brian Lynch, Vinelands hoofdonderzoeker van het project, zullen de gegevens ons helpen "het systeem te 'leren' welke beslissingen we moeten nemen".
Met datagestuurde beslissingen voor de irrigatie van gewassen en zonder behoefte aan nieuwe hardware, kan het rendement van de investering voor de telers enorm zijn. Een op software gebaseerde oplossing betekent ook dat het systeem relatief eenvoudig kan worden onderhouden en bijgewerkt als dat nodig is.
Vinelands robotica en automatiseringsteam (van links naar rechts): Brian Lynch, Mohamed Kashkoush, Kyle Crawford en Ali Iskurt
Het verzamelen van (heel veel) gegevens zal de sleutel zijn. Vineland werkt nauw samen met commerciële telers om dit te bereiken.
In 2020 zal Vineland het algoritme testen op zowel plantengroeisimulatiemodellen als op echte planten die in de kassen worden gekweekt.
Arbeidsprobleem terloops oplossen
De technologie lost ook een ander probleem waar veel commerciële kassen in Canada mee te maken hebben: het afnemende aantal ervaren kwekers. Met het nieuwe beslissingsinstrument van Vineland kan een kas worden uitgebreid zonder dat men zich zorgen hoeft te maken over de beschikbaarheid van extra telers of over de kwaliteit van het werk van net aangenomen telers.
Het slimme irrigatiesysteem kan ook de oude en realtime gegevens van de kas beheren voor verdere analyse en toekomstige referentie, waardoor de kassen worden geholpen om hun gewaskennis en bedrijfsvoering op peil te houden, zelfs nadat een teler een andere baan heeft gekregen.
"Irrigatie in kassen is een universele uitdaging. Nu de eerste generatie slimme irrigatieoplossingen van Vineland op de markt verkrijgbaar is en er een nieuwe generatie technologie in de maak is, krijgen telers de beschikking over een data-gedreven beslissingsinstrument dat hen kan begeleiden naar een optimale irrigatie van hun gewassen."
Vineland Research