Precisielandbouw dient zich aan om boeren aan een hoger rendement te helpen na jarenlange prijsdalingen en kostenstijgingen. Ze moeten meer kunnen produceren tegen lagere tarieven. Dankzij 5G kunnen akkerbouwers robots voor allerlei taken inzetten, die het werk efficiënter maken. Het klinkt futuristisch, maar de toekomst is dichterbij dan we denken.
Op een proefboerderij van Wageningen University & Research (WUR) in Valthermond gebeurt het al. Tijdens de Demo Dag 5G eind augustus werden daar enkele futuristische toepassingen gedemonstreerd. De onkruidrobot sprak het meest tot de verbeelding, deze maakt het arbeidsintensieve schoffelen overbodig. KPN demonstreerde in het 5G Field Lab Drenthe hoe een supersnel netwerk de boer helpt zijn opbrengst te vergroten en de kosten te drukken. En dat alles milieuvriendelijk.
Razendsnelle analyse
De volgende generatie mobiele netwerken maakt het namelijk mogelijk omvangrijke stromen data snel en betrouwbaar naar een centrale computer op grotere afstand over te brengen. Daar worden de data vervolgens razendsnel geanalyseerd. Binnen een fractie van een seconde krijgt de robot op basis hiervan vervolgens een instructie, bijvoorbeeld voor het bespuiten van gewassen.
Hans Bodenstaff, senior business developer bij KPN: ‘Essentieel tijdens de teeltcyclus is dat de bieten die in grond staan geen last hebben van onkruid. Wanneer eerder aardappels zijn geoogst, wordt zo'n bietenperceel geplaagd door onkruid in de vorm van de zogenoemde aardappelopslag. Zeker na een winter met weinig vorst halen deze aardappelen zonlicht weg. Ze overwoekeren de bieten, die daardoor in hun groei worden belemmerd. Ook ter voorkoming van aardappelziekten is het belangrijk dat de aardappelopslag wordt bestreden.’
Meer toepassingen
Akkerbouw wordt steeds grootschaliger en de boer kan het werk al lang niet meer in zijn eentje doen, hij heeft personeel in dienst. “Maar het wordt steeds lastiger deze arbeidskrachten aan te trekken”, weet Jeroen van der Jagt, regiodirecteur bij KPN. Vergaande mechanisatie is nodig. Gerard Hoekzema, agrariër op de proefboerderij in Valthermond, verwacht dat robots dit mensenwerk gaan overnemen. Niet alleen voor de aanpak van onkruid, maar ook voor andere taken. Als deze intelligente landbouwmachines in staat zijn om allerlei soorten planten van elkaar te onderscheiden dan voorziet Hoekzema nog meer toepassingen. ‘Het wordt nog mooier als een robot straks meteen de zieke planten eruit kan halen.’
De 'weed robot' die in het kader van de 5G-veldtest zelfstandig over de Drentse akker rijdt en scant op de aanwezigheid van onkruid blijkt een snelle leerling. Onderzoeker Chris de Visser (WUR): ‘In het voorjaar werd 60 procent van de bieten goed herkend. Nu is dat al 96 procent, een fantastisch resultaat. We hadden nooit verwacht dat deze toepassing technisch gezien zo snel volwassen zou worden.’
Algoritme voeden
Hans Bodenstaff: 'De robot ziet aan de vorm of het een aardappel- of bietenplant is.' Door verdere training van het herkenningsalgoritme, een wiskundige formule speciaal voor dit doel, lukt dat steeds beter. Door het algoritme te voeden met tienduizenden foto's van beide soorten planten en te vertellen wat een aardappel- en wat een bietenplant is, wordt het systeem alsmaar slimmer. De instellingen van de acht spuitmonden op de robot winnen aan nauwkeurigheid. De instructies worden met de dag preciezer, zo blijkt in Drenthe.
Gevolg is dat de gewasbescherming verbetert. De bieten groeien beter. Door gedoseerd te spuiten kan ook op bestrijdingsmiddel worden bespaard. Dat is gunstig voor het milieu en scheelt kosten. Van der Jagt: ‘Dat is belangrijk voor boeren die onder hoge druk staan zo efficiënt mogelijk te werken.’
Computerkracht op de akker
De agrarische sector ontkomt er niet aan om verder te digitaliseren. Jacob Groote, executive vice president Products B2B bij KPN: ‘Cruciaal daarbij zijn de snelheid van communicatie en betrouwbaarheid van het netwerk.' In combinatie met een cloud-oplossing zorgt 5G-connectiviteit ervoor dat de boeren alle computerkracht op de akker krijgen zonder dat ze zware en kwetsbare hardware hoeven mee te nemen.
Groote: 'Zeker als straks meerdere robots in een gebied werken is 5G de aangewezen techniek. 4G schiet tekort als zoveel gegevens tegelijk moeten worden uitgewisseld. Dan zou wel heel langzaam moeten worden gereden. Bij beeldherkenning gaat het immers om grote hoeveelheden data.' Onderzoeker Johan Booij van WUR: 'De camera's op de robot maken twee á drie foto's per seconde. Per kwart hectare kom je al gauw op tienduizend opnames. In verband met de kleurdiepte zijn de foto's in 4K of 8K resolutie.' De enorme hoeveelheid zware beelden wordt via een 5G-verbinding naar de cloud van KPN gestuurd en daar verwerkt en opgeslagen.
Betere dekking
Volgens Groote heeft de agrarische sector veel baat bij 5G. “Al in de eerste fase van de uitrol biedt 5G het voordeel van een hoge upload- en download-snelheid. Bovendien wordt de capaciteit vergroot. Per vierkante kilometer zijn miljoenen sensoren tegelijk aan het netwerk te koppelen. Verder zorgt 5G voor een betere dekking in landelijke gebieden. Hoe meer sensoren, hoe meer capaciteit het netwerk moet hebben. Ook is er nauwelijks meer vertraging (low latency).” De robot scant aan de voorkant en moet binnen milliseconden deze beelden interpreteren, verwerken en aan een instructie koppelen. In dit geval: wel of niet spuiten. De robot scant of het een bietenplant is (niet spuiten), onkruid (wel spuiten) of een restant van het gewas van vorig jaar (wel spuiten).
Behalve voor de aansturing van de spuitmonden wordt de informatie ook voor breder onderzoek op de langere termijn gebruikt. Door massaal meetgegevens te verzamelen zijn wetenschappers in staat om de landbouwmethoden verbeteren. Met die adviezen over de beste aanpak kunnen dus ook andere boeren hun voordeel doen.
Samenwerking
Groote voorziet een vergaande digitalisering van het boerenbedrijf. Machine learning, een vorm van kunstmatige intelligentie (AI), wordt in deze sector net zo belangrijk als in de industrie. KPN hecht zwaar aan het belang van samenwerking. Henk Jumelet, gedeputeerde provincie Drenthe, beaamt dat. Precisielandbouw komt volgens hem pas goed uit de verf als alle partijen in de keten samenwerken. Behalve zijn provincie zijn LTO Nederland, Smaragd (slimme mechanisatie) en WUR de partners van KPN in het Drentse 5G-project.
KPN wil ook nadrukkelijk de hele sector bij de digitalisering betrekken. Inbreng en feedback van de boeren zelf worden erg op prijs gesteld. Onderzoeker Ard Nieuwenhuizen van WUR: “Belangrijk is dat vertrouwen in de techniek ontstaat. Via een dashboard op een smartphone kan de akkerbouwer in één oogopslag zien wat de robot allemaal doet. Zelfs over een hele zwerm robots blijft hij zo de controle houden.” De Visser acht het mogelijk dat boeren straks hele groepen robots vanuit de huiskamer aansturen. Bijvoorbeeld voor het verwijderen van onkruid, monitoren van de gewassen en oogsten van graan.
Onderzoeker Johan Booij: ‘Robots zoals de Deense AgroIntelli die in Drenthe rondrijdt, worden steeds slimmer. Die intelligentie zit niet aan boord van de machine zelf, maar komt uit de cloud. Dat is veiliger en goedkoper.’ Robots worden nooit moe. Bovendien zijn ze ook 's nachts inzetbaar. Nadat het KPN 5G Field Lab vorig jaar een use case met een drone hield, overtuigde deze zomer de robot van het belang van een toenemende digitalisering. De nuchtere Drentse boeren zijn doorgaans 'zuunig' met complimenten. Met argusogen werd de robot gevolgd. Aanvankelijke scepsis sloeg om in 'neit slecht'. Een enkeling mompelde zelfs: 'ongeleufelijk'.
