Het is geen verrassing voor de Nederlandse teler Frank van Kleef dat een AI-aangedreven kas beter presteert dan de typische Nederlandse teler. Hij verliet zijn eigen glastuinbouwbedrijf tenslotte niet zonder reden om zich aan te sluiten bij het Brits/Nederlandse bedrijf Optimal, dat pioniert met kasteelt met kunstmatige intelligentie. In hun kas in Westdorpe zorgt het systeem van Optimal voor hogere opbrengsten en hogere Brix-niveaus. Tegelijkertijd bespaart het energie en verlaagt het de CO2-uitstoot. "De computer is altijd consistent in zijn beslissingen," legt Frank uit.
Frank van Kleef & Dave Hunter
"Er zijn niet genoeg geschoolde telers beschikbaar om alle kassen die op de wereld worden gebouwd te runnen", zegt Dave Hunter, oprichter en CEO van Optimal. "Dit probleem moet worden aangepakt als de tuinbouwsector wil uitbreiden. Wereldwijd hebben alle kassen vakkennis, stabiele resultaten en een efficiënte werkwijze nodig om hun faciliteiten te runnen. Als dit op grote schaal kan toegepast worden zullen kassen wereldwijd floreren. Daardoor worden ze van groot belang voor de voedselzekerheid in het licht van de klimaatveranderingen."
Expertise van telers benutten
Om beter inzicht te krijgen in de sector en de uitdagingen waar deze mee te maken heeft, is Dave gaan samenwerken met Frank van Kleef. Frank is 30 jaar mede-eigenaar van Royal Pride geweest. Hij richt zich nu fulltime op de ontwikkeling van het Optimal-systeem en neemt actief deel aan de demonstratiekas in Westdorpe. Frank zijn rol is niet die van een traditionele teler. Hij heeft meer een rol van een supervisor die processen beoordeelt en resultaten evalueert in termen van kwantiteit en kwaliteit. Hij doet dit nauwgezet, want de producten uit de kas worden verkocht via zijn sociale onderneming BoereGoed.
Voorspellend besturingssysteem
Door de kennis van Frank te combineren met kunstmatige intelligentie, ontwikkelde het Optimal-team eerst een voorspellend controlesysteem. Een digitale tweeling van de kas wordt continu bijgewerkt met realtime informatie en weersvoorspellingen. Met behulp van moderne optimalisatiesoftware worden de inputs naar de kas elke minuut gepland (bijv. temperaturen van verwarmingsbuizen en ventilatieposities). Optimal past deze gegevens vervolgens toe op de kas via een interface met de procescomputer. Dave legt uit: "We kunnen de gevolgen van beslissingen voorspellen voordat ze worden genomen en anticiperen op de effecten van weersveranderingen op een manier die geen enkele menselijke teler kan."
Het voorspellende regelsysteem van Optimal maakt gebruik van een digitale tweeling om de inputs naar de kas elke minuut te optimaliseren.
Frank legt uit dat het grootste voordeel niet alleen ligt in het optimaliseren van de kasomgeving, maar ook in het voorkomen van fouten. "Als je een teler tien keer dezelfde situatie voorlegt, zullen ze zeven keer hetzelfde doen en drie keer anders. Dat is de menselijke natuur. Een computer doet dat niet. Die maakt altijd de beste keuze." Dave voegt eraan toe dat het systeem nooit slaapt. "Het over- of onder irrigeert nooit en je hoeft het klimaat niet aan te passen omdat het van tevoren al goed is geregeld. Je hoeft niet te reageren op verhoogde verdamping omdat het systeem daar al rekening mee heeft gehouden. Dit resulteert in een betere gezondheid van de planten, een weerbaarder gewas en dus een betere kwaliteit en opbrengst."
Software en operationele kennis
Het runnen van een kas houdt echter meer in dan alleen een besturingssysteem, ook al is het een uitzonderlijk systeem. Dave legt uit: "Wat wij onze klanten bieden, is de bediening van hun kassen namens hen, zodat ze seizoen na seizoen verzekerd zijn van optimale efficiëntie en betrouwbaarheid."
Om dit te bereiken worden alle taken binnen en buiten de kas gedocumenteerd in softwarematige standaard werkprocedures. Kasmedewerkers en operators zijn getraind om deze procedures te volgen en een smartphone app begeleidt hen tijdens hun werkdag met instructies over welke taken moeten worden uitgevoerd, hoe ze moeten worden uitgevoerd en wat te doen bij onregelmatigheden.
Sam Baker, Optimal's Operational Excellence Lead, met een PC die een voorbeeld toont van een Standaard Operating Procedure.
Arbeidsschema's
Het systeem maakt ook arbeidsschema's en biedt inzicht in de benodigde arbeid en de prestaties van de werknemers. Dagelijkse en wekelijkse feedbacksessies worden uitgevoerd om de prestaties van het team te beoordelen. Dave: "Arbeid is een belangrijke factor in de kas, met grote gevolgen voor de teelt. Door dit te standaardiseren kunnen we optimale en voorspelbare resultaten behalen."
Dave Hunter, CEO en oprichter, gebruikt de smartphone app om gegevens over het gewas te verzamelen.
Optimale prestaties en inzet in de praktijk
Wat zijn de resultaten van het systeem? In hun demonstratiekas heeft het team indrukwekkende resultaten behaald, waaronder een 13% hogere opbrengst, een 14% hogere Brix-waarde en een energiebesparing van 27%. Ook hebben ze een reductie van de CO2-uitstoot van 20% vergeleken met een typische Nederlandse kas behaald.
Daarnaast heeft het Optimal-team diverse experimenten uitgevoerd met tien verschillende tomaten- en komkommerrassen. "Wij voeren hier zelf experimenten uit en gebruiken deze data om onze prestaties voortdurend te verbeteren", legt Dave uit. "De afgelopen vijf maanden hebben we een energiezuinig experiment uitgevoerd om de prestaties te optimaliseren in omgevingen met hoge energiekosten, zoals die de afgelopen twee jaar in Europa zijn ervaren."
Een mand vol smakelijke komkommers en gespecialiseerde tomatenrassen van Optimal.
Toepassing in de praktijk en toekomstige uitbreiding
Momenteel zijn er gesprekken gaande met kastelers in de Verenigde Staten, Groot-Brittannië en andere locaties. Dave merkt op dat het systeem zich gemakkelijk aanpast aan verschillende klimatologische omstandigheden, en dat er geen minimale technische vereisten of specifieke kasbehoeften zijn om aan de slag te gaan. Hij legt uit: "We kunnen in elke kas werken: we installeren extra sensoren en verbinden deze met cloudservers en zijn binnen enkele dagen operationeel." Het team onderzoekt ook uitbreiding naar aardbeien, paprika's en bladgroenten.
Op de vraag waar hij het meest trots op is, benadrukt Dave dat het succes van Optimal ligt in de samenwerking tussen mens en machine: een complexe maar lonende onderneming. "Onze ingenieurs begrepen dat kunstmatige intelligentie en voorspellende besturingsmodellen zouden resulteren in betere kasresultaten: ze beschouwen een kas als een systeem dat kan worden bestuurd door middel van simulaties en optimalisatie. Het is echter van groot belang om mensen, het systeem en de hardware op één lijn te brengen om samen te werken." Dat is waar Frank en de andere ervaren operators in het team van Optimal waarde hebben toegevoegd."
Voor meer informatie:
Optimal 
[email protected]
www.optimal.ag