Persbericht Via 5G en A.I. naar een real time plaats-specifieke onkruidbestrijding. Tot 80% minder herbiciden? Zelfde landbouwopbrengst!

Vandaag werd voor het eerst op een maïsveld in Merelbeke een bijzondere aaneenschakeling van innovatieve technologieën gedemonstreerd, die de landbouw op termijn toelaat op een duurzamere manier aan onkruidbestrijding te doen. Een drone vloog zonder piloot met een hightech camera over het veld en stuurde de beelden in real time door via 5G antenne naar de cloud. Getrainde algoritmes (artificiële intelligentie) detecteerden op die beelden onmiddellijk de onkruidposities op het veld, en zetten die informatie om in een digitale spuitkaart voor een slim spuittoestel met individueel afstelbare doppen. Die machine ontving de taakkaart opnieuw in real time via de cloud, en kon onmiddellijk starten met zijn (GPS gestuurde) werkgang. Het resultaat: alleen de zones met onkruid kregen een behandeling, de rest van het veld werd ongemoeid gelaten. Oftewel 80% minder sproeistoffen gebruikt tijdens de spuitbeurt, terwijl de maïsopbrengst hetzelfde blijft.

Deze demo maakt deel uit van het SmartAgriHub Flagship Innovation Experiment ‘AI4Agriculture’, waarbij maar liefst 8 partners betrokken zijn.

Vlaams minister van Landbouw en innovatie Hilde Crevits: “Wat we hier zien, is een technologisch hoogstandje. Aan de hand van artificiële intelligentie, snelle mobiele datatransmissie, autonome drones en camera’s worden gegevens verzameld en kan een taak gegeven worden aan een tractor. Op die manier kunnen we enorme stappen zetten om onze gewassen op een duurzame manier te beschermen, toch een belangrijke Vlaamse en Europese landbouwambitie. Aan de hand van deze technologische experimenten kunnen we ook nadenken over andere toepassingen in de landbouwsector. Omgekeerd is dit een goede opportuniteit voor technologen om de technische kant van de landbouwsector beter te leren kennen en elkaar te versterken.”

A.I. en 5G onderdeel van een antwoord op een uitdaging

Een meer duurzame landbouw en voedselproductie kenmerkt zich door:

• gelijke (of een hogere) opbrengst (output) die de landbouwers bekomen
• na het gebruik van (veel) minder input (bemesting, gewasbescherming, energie),
• en dat op een aanvaardbare hoeveelheid landbouwgrond (ruimte)
• en zonder de natuurlijke bronnen (bodem, lucht, water) uit te putten.

Europa bepleit die ambitie in zijn Green Deal en zijn Farm to Fork strategie: daarin spreekt men bijvoorbeeld van een even kwalitatieve plantaardige landbouwproductie als vandaag, maar met een sterk verminderd gebruik van gewasbeschermingsmiddelen (de helft minder!).
Met technologische, datagedreven antwoorden onder de noemer ‘precisielandbouw’ (‘smart farming’) valt volgens onderzoekers en landbouwers vooruitgang te boeken in die doelstelling. In plaats van het hele veld egaal te behandelen, wil men in precisielandbouw juist ongelijk en gericht werken: alleen daar een product/handeling of meststof toedienen waar nodig, en dan nog in de juiste hoeveelheid, op het juiste tijdstip en tegen een haalbare kost.

Joris Relaes, administrateur-generaal ILVO: “Dit is een eco-moderne aanpak, waarvan wij verwachten dat hij in alle landbouwsystemen en schaaltypes nuttige toepassingen zou kunnen vinden. Het AI4Agriculture innovatie-experiment demonstreert hoe we in de onkruidbeheersing een nog beter evenwicht kunnen bekomen tussen de in- en outputs van onze voedselproductie, en tussen economie en ecologie.“

Ketting van technologie en communicatie met heel specifieke expertises

Onkruiden beheersen als doel

Prof. Benny De Cauwer (UGent, Fac. Bio-ingenieurswetenschappen, Vakgroep Plant en Gewas)

In onze land- en tuinbouw zie je een grote verscheidenheid aan gewassen en condities, en ook de onkruidkunde (de leer van de onkruiden en hun beheersing) daarbinnen is erg complex. Met het blote oog kan een specialist gewassen en onkruid onderscheiden, planten determineren tot op soortniveau, de bezetting op het veld kwantificeren, en vervolgens beheermaatregelen opstellen en uitvoeren. Het is een lange weg om die kunde aan een machine te leren. Onkruid accuraat herkennen, zeker als het lookalikes van het productiegewas zijn, in een vroeg en dus beheersbaar groeistadium, vervolgens beslissen welke maatregel geschikt is (verwijderen, onderdrukken, tolereren), en die maatregelen dan plaats-specifiek en precies uitvoeren op een geschikt tijdstip, zo snel mogelijk na de detectie. Het is een grote uitdaging en het vergt een combinatie van heel wat complexe expertises. Maar het is een interessante extra tool in de toolbox voor duurzame onkruidbeheersing.

Drones zonder piloot verzamelen en zenden data in real time dankzij 5G

Constantijn Vermeer, Exobotic

Automatisch vliegende drones zijn in dit landbouwexperiment ‘next generation’ in vergelijking met de pilootgestuurde, traditionele drones. Automatisering levert niet alleen een kostenbesparing op (arbeid), maar ook betere data. Concreet vertrekt de drone in deze demo na een opdracht vanop afstand zelf vanuit zijn grondstation, verzamelt beelddata met zijn miniatuurcamera, transfereert die data onmiddellijk via 5G in de gewenste vorm naar de cloud en plaatst zichzelf aan het einde van zijn vliegroute opnieuw in het grondstation om op te laden. Zowel voor de dataverzameling, de datatransmissie als de -analyse wordt 5G in combinatie met A.I. ingezet. Deze combinatie laat niet alleen toe om alles in real time te doen, het maakt ook complexere achterliggende berekeningen mogelijk doordat je niet beperkt bent tot een ‘licht’ en ‘klein’ computertje op de drone zelf. De koppeling met de cloud via 5G maakt dromen van multifunctionele, autonome drones en robots die op het veld én data verzamelen, én data analyseren, én daar meteen acties aan koppelen mogelijk.

Beeldsensoren, miniaturisatie, veelzijdige spectrale mogelijkheden

Kris van de Voorde, Imec specialist beeldsensorontwikkeling

Geminiaturiseerde hyperspectrale camera’s combineren beeldvorming en spectroscopie in zowel het zichtbare tot het korte golf infrarood domein (SWIR), waardoor deze camera’s meer waarnemen dan de klassieke RGB (Rood-Groen-Blauw) of SWIR camera’s. Hierdoor is het mogelijk om bepaalde planteigenschappen (droogtestress, ziekte…) nauwkeurig in beeld te brengen in tal van nieuwe scenario’s, ook buiten het lab, en dat op een kosteneffectieve manier. De mogelijkheden van deze speciale camera’s, waarbij een hyperspectrale filter wordt aangebracht op de (zichtbaar licht of infrarood gevoelige) beeldsensor, worden door imec en partners uitgebreid getest. Welke planten of andere plaagorganismen op een gewas welke reflectie vertonen op welke bandbreedte is een te ontginnen kennisdomein dat van groot belang is voor de aansluitende A.I. verwerking. Ook andere factoren zoals het gewicht van de camera’s, het vermogenverbruik, de dataverwerking, de dataconnectie,...spelen een belangrijke rol bij de uitwerking van een volledig werkend systeem voor landbouwtoepassingen.

A.I.: Hoe deep learning software onkruid op beelden leert te herkennen

Jonathan Berte, CEO Robovision

Robovision is een Vlaams A.I.-bedrijf dat op een schaalbare manier cases met beeldverwerking oplost voor robotica- en machinebouwers. De performante A.I. algoritmes gecreëerd en gemanaged in het Robovision A.I. platform interpreteren dronebeelden en onderscheiden daarop het gewas, het onkruid en de bodem, en dat in sterk variërende omgevingen. Zowel op een zonnige als op een bewolkte dag kan het A.I. model verschillende soorten onkruiden op een akker detecteren, in verschillende densiteit, op verschillende bodemtypes en in verschillende gewasstadia. Landbouw is een complexe omgeving door de variabiliteit in de natuurlijke processen. Maar dankzij de uitgebreide dataset en het fijn stellen van de modelparameters, kwam een heel robuust A.I. model tot stand dat taakkaarten aanlevert op basis waarvan intelligente agro-machines heel nauwkeurig actie kunnen ondernemen. De volgende stap om het A.I. model nog interessanter te maken, is het leren te discrimineren tussen de verschillende soorten onkruiden en hun densiteit op het veld. Zodat het bv. specifiek toxische of hardnekkige onkruiden opspoort die zeker behandeld moeten worden, en onschadelijke onkruiden die niet behandeld moeten worden in de taakkaart ‘negeert’.

5G: gigabit speed, prioritair beschikbaar, 10x minder energieverbruik

Geert Standaert, Chief Technology Officer van Proximus

Het uitbouwen van een robuust, betrouwbaar en energiezuinig gigabitnetwerk voor België, via fiber en 5G, staat centraal in onze bedrijfsstrategie. Zoals deze demonstratie aantoont, effent 5G het pad voor innovatieve toepassingen in uiteenlopende sectoren, die bedrijven toelaten efficiënter te worden én kunnen helpen om onze samenleving duurzamer te maken. Ons open 5G-innovatieplatform is erop gericht de ontwikkeling van deze nieuwe toepassingen te stimuleren, in nauwe samenwerking met het bedrijfsleven. Op die manier zal 5G als technologie een echte gamechanger zijn voor de manier waarop we onze economie en samenleving in de toekomst gaan organiseren.

Bruggen bouwen, co-creatief innoveren, focus op praktische implementatie

Jurgen Vangeyte, wetenschappelijk directeur agrotechniek ILVO

ILVO is in dit soort technologische innovatietrajecten een partner die de taal, het potentieel en de beperkingen van alle expertises begrijpt, en bruggen bouwt. Wij hebben kennis van planten, gewasbescherming, bodembeheer, landbouwpraktijken, agrotechniek, data(communicatie)technologie, drone- en robottechnologie, A.I.,… zelfs van verdienmodellen voor innovaties. Dat het potentieel van A.I. en 5G met drones effectief gedemonstreerd wordt in een landbouwpraktijk, is uitzonderlijk en belangrijk. De landbouwer als eindgebruiker van deze technologie moet mee zijn, en daarvoor moet hij het gezién hebben. In het Living Lab Agrifood Technology ontwikkelen en demonstreren wij zo veel mogelijk innovaties in een praktijkomgeving, met de eindgebruiker erbij. Dat leidt finaal vaak tot de ontwikkeling van een dashboard of managementtool, waarmee de landbouwer op zijn bedrijf effectief aan de slag kan.

Technologische oplossingen omarmen en ondersteunen

Kristof Severijns, consulent Innovatiesteunpunt van Boerenbond

Het Innovatiesteunpunt van Boerenbond ondersteunt landbouwers om via innovatie nog beter in te spelen op een snel veranderende markt en maatschappij. Wij dagen hen uit om met een gezond kritische blik naar de wereld te kijken en te ontdekken hoe zij via innovatie hun bijdrage kunnen leveren aan een duurzame voedselproductie.