IoT in de Agrarische sector: veel succesvolle praktijkvoorbeelden
De agrarische sector heeft het de laatste decennia niet makkelijk gehad. Waar vroeger het merendeel van de bevolking op aarde nog actief was in deze industrie, is dit percentage sinds de industriële revolutie gestaag gedaald. Jongere mensen kozen er steeds meer voor om niet het familiebedrijf over te nemen, maar verhuisden in plaats daarvan naar de stedelijke gebieden. Welke kansen biedt IoT in de Agrarische Sector?
Mede gedwongen door deze massale urbanisatie, maar ook door de technische vooruitgangen die een toenemende automatisering mogelijk maakten, is de agrarische industrie een van de meest vooruitstrevende geworden. Zeker in ons eigen land is er een fascinerende trend van innovaties gaande in de landbouw. Dit stelt het in staat om met minder handen, minder beschikbare grond en tegen lagere kosten te voldoen aan de hogere vraag naar landbouwproducten.
Deze technische vooruitgang zal in de toekomst naar alle waarschijnlijkheid alleen maar versneld worden: de verwachting is dat, met de enorme bevolkingsgroei van de afgelopen eeuw, de aarde in 2050 een thuis zal bieden voor 10 miljard mensen. Daarmee zal de voedselconsumptie – grotendeels afkomstig uit de agrarische sector – evenredig stijgen.
Simpel gezegd: met minder handen, minder land en meer automatisering moet er zo’n 70% meer geproduceerd worden. Klinkt als een flinke kluif. Een perfecte uitdaging voor het verder doorvoeren van Internet of Things toepassingen om het geheel efficiënter, duurzamer en kosteneffectiever te maken. Onderstaande voorbeelden zullen aantonen dat de industrie al goed op weg is.
IoT in de TUINBOUW
Nederland hoort al sinds jaar en dag tot de belangrijkste exportlanden voor in kassen gekweekte producten. De groente, fruit en bloemen die gekweekt worden in ons kikkerlandje worden alom geroemd om hun smaak en kleur, belangrijke aspecten voor de succesvolle verkoop. En dit bereiken we met minder water, energie en ruimte dan de buitenlandse concurrenten.
IoT voor KLIMAATBEHEERSING
Een manier waarop we dit bereikt hebben, is door slimme aansturing van het klimaat in de kassen. Door middel van tientallen sensoren in de kas wordt van alles bijgehouden – waaronder de binnen- en buitentemperatuur, vochtigheidsgraad, zuurstof en andere =voedingsstoffen, bodemkwaliteit – en vervolgens gebruikt in allerlei modellen die het optimale klimaat bepalen.
Het Nederlandse platform Let’s Grow voorziet op deze manier al jaren in de behoeftes van de tuinders en telers. Het is een compleet zelfregulerend platform, die ook op microniveau in staat is tot het maken van aanpassingen om individuele secties van de kas te voorzien van de optimaalste omstandigheden. Kleine afwijkingen van de vooraf ingestelde norm, waarvan vastgesteld is dat dit de meest gunstige is voor de groei van de gewassen, worden automatisch gespot en gecorrigeerd door het systeem.
ENERGIE- EN WATERBESPARING met behulp van IoT
Er zijn meerdere IoT-oplossingen op de markt die de kasbouw effectiever en winstgevender kunnen maken. De meesten hiervan focussen op het automatiseren van bepaalde werkzaamheden of het slimmer maken van reeds bestaande systemen. Dit leidt tot een besparing van bijvoorbeeld water en energie, doordat deze bronnen enkel gebruikt worden als het echt nodig is – en in de exacte hoeveelheid die nodig is om het doel te bereiken.
Is de bodem bijvoorbeeld te droog? Dan springt de automatische sproei- en mistinstallatie aan. Is de temperatuur in de kas te hoog? Je kunt het koeler maken met de industriële ventilator. Te donker om de planten te laten groeien? Verhoog de helderheid van de lampen in de kas. De mogelijkheden voor automatisering en het slimmer maken van de kas zijn eindeloos, en de besparingen die het zal opleveren zo mogelijk nog groter.
KWALITEITSVOORSPELLER met IOT in de Agrarische sector
Een andere interessante oplossing binnen de tuinbouw is die van een kwaliteit voorspellende software. Een voorbeeld hiervan is IQ-Flora, die de kwaliteit van rozen in real-time voorspelt. Deze combineert allerlei factoren die een belangrijke invloed uitoefenen op de kwaliteit van de bloemen, om het effect hiervan op de uiteindelijke kwaliteit te bepalen. Deze kennis van factoren wordt gecombineerd met sensor data, om de betrouwbaarheid van de voorspelling te vergroten.
IoT in de LANDBOUW: Agribots
De landbouw is altijd een onvoorspelbare tak geweest, onderhevig aan meer factoren dan dat op een hand te tellen is. Weersomstandigheden zijn altijd al een notoire spelbreker gebleken, die menige oogst verkleinen of in zijn geheel verpesten. Langdurige vorst, droogte, hagelbuien: allen redenen die door geen enkele persoon – of machine – beheersbaar zijn. Ook kan de natuur op andere manieren roet in het eten gooien. Ongedierteplagen, schimmels… nog meer hersenbrekers voor iedere boer.
SLIMME AGRIBOTS, TRACTORS & DRONES
De agribots kunnen het werk van de boer substantieel verlichten. Aan de hand van drones kan een goed beeld gecreëerd worden van de omliggende akkers, waarna de agribots aan de hand daarvan kunnen besluiten waar te zaaien, oogsten, snoeien, mesten en bewateren.
Agribots zijn robots die gespecialiseerd zijn in een bepaalde taak. Aangestuurd door opdrachten van de boer of aan de hand van input van de drones, zullen ze efficiënt en correct hun werk uitvoeren. Slimme tractors worden aangestuurd door een GPS systeem dat hun optimale routes uitkient en vervolgens door stuurcontrole deze route daadwerkelijk rijdt. De boer heeft zijn handen letterlijk en figuurlijk vrij.
BODEMSENSOREN voor optimale irrigatie en bemesting
Het Internet of Things kan niet het weer beïnvloeden, of ongedierte weghouden. Wat het wel kan doen, is het effect van deze externe invloeden mitigeren. Denk daarbij aan sensoren, die de vochtigheidsgraad van de aarde en de groei van de gewassen kunnen bijhouden.
Zo kan de agrariër op ieder gewenst moment inzien wat de staat van zijn grond en zijn producten is, en zo nodig bijsturen om ervoor te zorgen dat hij uiteindelijk de best mogelijke oogst zal hebben. Extra handig hierbij is een slim irrigatie- of bemestingssysteem, die van afstand bediend kan worden om de bodem van meer water of voedingsstoffen te voorzien.
WEERSOMSTANDIGHEDEN: weerdata combineren met alle andere data
De accuraatheid van weersvoorspellingen en dynamische weersdata speelt een belangrijke rol in de kwaliteit van de gewassen. Ook boeren zelf kunnen slimme devices installeren die in staat zijn de weersomstandigheden te monitoren en analyseren. Betere voorspellingen kunnen dus productiviteit en winst substantieel verhogen, aangezien het agrariërs in staat stelt om hun planning te optimaliseren: wanneer ze moeten zaaien, oogsten, mesten, bewateren, et cetera. Agrariërs met toegang tot dergelijke informatie kunnen tijdig ingrijpen als hun oogst risico loopt.
INTEGRATED PEST MANAGEMENT
Om naast het weer ook het andere grote gevaar voor de landbouw – ongedierte en plagen – te verminderen, bestaat er reeds een zogenaamd Integrated Pest Management systeem. Dit kan de enorme financiële aderlating van een pestuitbraak voorkomen.
Dit IoT systeem scant en monitort alle milieu-parameters en plantgroei dat, gecombineerd met beschikbare data van pestcontrole sensoren die in staat zijn om pestgedrag te voorspellen, gebruikt kan worden om plagen te voorkomen. Dit doet het door zijn functies observatie, inspectie, identificatie en administratie.
VOEDSELPRODUCTIE EN –VEILIGHEID
Een belangrijk onderdeel van landbouw is het controleren van de kwaliteit van het geproduceerde voedsel – en de veiligheid van het geproduceerde. Op alle stappen in het productieproces, van opslag tot vervoer, worden uitgebreid gemonitord op bijvoorbeeld vervoerstijd en temperatuur, en de administratie hiervan wordt bijgehouden in de cloud.
Een voorbeeld van een dergelijk systeem is een AI-robotsysteem die aardappels sorteert en ziektes op kan sporen. Deze heet TADD, oftewel het Trainable Anomaly Detection and Diagnosis systeem. Deze kan veelvoorkomende plekjes die van invloed zijn op de kwaliteit van aardappels opsporen, identificeren, en kwantificeren; waarmee de algehele kwaliteit van de aardappeloogst gewaarborgd kan worden.
VEETEELT
Ook in de veeteelt zijn de innovatiemogelijkheden groot, teneinde meer van de processen te automatiseren – en zo een oplossing te bieden voor het nijpende tekort aan arbeidskrachten. De veeteelt is van oudsher een enorm arbeidsintensieve industrie, waarbij alleen al de verzorging van het vee een enorme klus is. Elke vorm van automatisering is hier dan ook meer dan welkom.
TRACK & TRACE en MONITORING van Vee: in dit geval koeien
Een zo’n enorme innovatie is het tracken van koeien. Waar het vroeger vaak een raadsel was welke koe nu precies de meeste melk gaf en hoe gezond elk van hen was, wordt dit flink versimpeld door een AI-systeem dat het vee in de gaten houdt. Zo gebruikt het gezichtsherkenning om het gedrag van individuele koeien in de groep te controleren, waaronder hun paringsgedrag. Ook kan het hun conditiescore registreren, evenals hun voeding.
Zo kan een afwijkende boog in de rug van een koe vroegtijdig aangeven of het dier kreupel dreigt te worden; en kan een koe die nauwelijks eet of drinkt er snel uitgepikt worden om een uitgebreidere gezondheidstest te laten ondergaan. Naast het bijhouden van al deze data, kan het ook voorspellend werken. Zo kunnen er per koe voerrantsoenen en medicijnen voorgeschreven worden, kan de gezondheid en het welzijn van de individuele koe in kaart gebracht worden. Ook kan het paringspartners aanbevelen die een sterke genetische match vertonen.
FITBIT VOOR KOEIEN
Waar het vorige systeem werkt op basis van gezichtsherkenning van koeien, kan er ook een individuele sensor verbonden worden aan iedere koe – bijvoorbeeld in diens halsband. De werking hiervan is het beste te vergelijken met FitBit: het geeft bepaalde gezondheidskenmerken weer, zoals hartslag en temperatuur van de koe. Ook geeft het informatie door over beweging en afgelegde afstanden; en kan het de boer in staat stellen om real-time de exacte locatie van de koe te bepalen. Ook kan dit systeem de boer een bericht sturen als de koe te ver afdwaalt, of als deze bijvoorbeeld aan het baren is.
Een nieuwere variant van dit systeem geeft daarnaast aan of het al bijna melktijd is, en praat met het robot-melksysteem om de exacte hoeveelheid melk die iedere koe geeft vast te leggen. Zo kan er een duidelijk beeld ontstaan van de productiviteit en gezondheid van iedere koe. De boer kan in real-time meekijken op het dashboard en aan de hand daarvan direct ingrijpen als een dier ongezond lijkt te zijn.
TRACKING OVERIG (PLUIM)VEE
Bovenstaande methodes, zowel de locatiebepaling als gezondheids- en activiteitmeting van dieren, worden vooral gebruikt voor koeien. Het wordt echter ook al toegepast voor allerlei andere vormen van vee.
Zo houdt het de hoeveelheid eieren die kippen leggen bij; en brengt het nauwkeurig de gezondheidskenmerken en voedingspatronen van varkens in kaart. Stieren kunnen gemerkt worden op hun vruchtbaarheid; en de exacte locatie en afgelegde afstand van paarden kunnen achterhaald worden.
VERANDERENDE ROLLEN voor de boer als gevolg van IoT in de agrarische sector
Dankzij al de bovengenoemde innovaties in zowel de tuinbouw, landbouw als veeteelt verandert de rol van de boer flink. Waar deze vroeger letterlijk met zijn laarzen in de klei stond of in de schuur de koeien molk, worden de arbeidsintensieve taken grotendeels overgenomen door machines. Hierdoor verandert de plek van de boer van het land naar een kantoortje, waarin hij via schermen een compleet overzicht heeft van alles wat er op zijn land of met zijn vee gebeurt.
Dit zal aan de ene kant een flinke uitdaging blijken voor hen die werkzaam zijn in deze beroepstak. Immers kozen zij een beroep met het vooruitzicht op veel frisse buitenlucht, hard werk en vieze handen – en krijgen ze nu meer te maken met een zittende baan voor talloze schermen, waarbij ze een bewaarder van informatie worden; gericht op het oplossen van abnormaliteiten.
Automatisering en slimme machines zullen de koning van de agrarische sector worden, zodat het kan blijven voldoen aan de gestaag groeiende vraag naar diens producten met minder mankracht. De boer zal daarbij de manager van alle inkomende data worden – een rol die de komende jaren steeds duidelijker zichtbaar zal worden.