Wageningen, The Netherlands
July 13, 2023
The public-private partnership project AGROS aims to realize an "autonomous greenhouse" in which cultivation is remotely controlled by artificial intelligence (AI). Intelligent algorithms and advanced sensors monitor key crop characteristics and support the decisions made to achieve profitable cultivation. AGROS is led by Wageningen University & Research.
A fully autonomous greenhouse system
"The dot on the horizon is a fully autonomous greenhouse system based on sensor data, remotely controlled by an intelligent algorithm, with an objective goal, in this case the highest possible net profit. In recent years we have developed the building blocks for this: the physiological knowledge of the crop, the sensors, and the intelligent algorithms. This is now all coming together in a validation trial," says Anja Dieleman, AGROS project leader and researcher at the WUR business unit Greenhouse Horticulture.
Validation trial with three different controls
Cucumbers of the Hi-Power variety are grown in three greenhouse compartments at WUR's research facilities in Bleiswijk. The controls are different in each compartment: there are two compartments with autonomous greenhouse controls: the Digital Twin, and the Reinforcement Learning algorithm. In the third compartment, the reference compartment, cultivation is controlled by a group of crop and irrigation experts.
Digital Twin and Reinforcement Learning
The Digital Twin algorithm controls everything: the climate (heating temperature), watering (determining when to apply irrigation), when to turn lights on and off, what CO2 concentration to achieve in the greenhouse, and even crop strategy. The Reinforcement-Learning algorithm is trained to control the greenhouse climate. By running millions of simulations, this form of artificial intelligence learned to find the optimal controls to control the greenhouse climate completely autonomously. Learn more about both approaches in this video:
Grower practice
The frame of reference is a group of crop and irrigation experts from the AGROS partner companies. These experts represent grower knowledge and current best practices. They grow cucumbers in the third compartment. "We are as close as possible to grower practice," says Franky van Looveren, Cultivation Manager at MechaTronix. See how their cultivation strategy is set up here:
Wondering which compartment had the most successful growing season? We'll know after the summer vacations.
Komkommertijd: komkommers telen met kunstmatige intelligentie
Het publiek-private samenwerkingsproject AGROS wil een 'autonome kas' realiseren waarin de teelt op afstand wordt bestuurd door kunstmatige intelligentie (AI). Intelligente algoritmes en geavanceerde sensoren bewaken de belangrijkste gewaseigenschappen en ondersteunen de beslissingen die genomen worden om tot een rendabele teelt te komen. AGROS wordt geleid door Wageningen University & Research.
Een volledig autonoom kassysteem
“De stip op de horizon is een volledig autonoom kassysteem dat is gebaseerd op sensordata, op afstand gestuurd door een intelligent algoritme, met een objectief doel, in dit geval een zo hoog mogelijke nettowinst. De afgelopen jaren hebben we de bouwstenen hiervoor ontwikkeld: de fysiologische kennis van het gewas, de sensoren, en de intelligente algoritmes. Dit komt nu allemaal samen in een validatieproef,” vertelt Anja Dieleman, AGROS-projectleider en onderzoeker bij de WUR business unit Glastuinbouw.
Validatieproef met drie verschillende besturingen
In drie kascompartimenten in de onderzoeksfaciliteiten van WUR in Bleiswijk worden komkommers geteeld van het ras Hi-Power. De besturing is in elk compartiment anders: er zijn twee compartimenten met een autonome kasbesturing: de Digital Twin, en het Reinforcement Learning-algoritme. In het derde compartiment, het referentiecompartiment, wordt de teelt gestuurd door een groep gewas- en irrigatiedeskundigen.
Digital Twin en Reinforcement Learning
Het Digital Twin-algoritme regelt alles: het klimaat (verwarmingstemperatuur), de watergift (het bepalen wanneer irrigatie moet worden toegepast), wanneer de lampen worden aan- en uitgeschakeld, welke CO2-concentratie moet worden bereikt in de kas en zelfs de gewasstrategie. Het Reinforcement-Learning-algoritme is getraind om het kasklimaat te sturen. Door miljoenen simulaties uit te voeren, leerde deze vorm van kunstmatige intelligentie de optimale besturing te vinden om het kasklimaat volledig autonoom aan te sturen. Leer meer over beide benaderingen in deze video:
De telerspraktijk
Het referentiekader is een groep gewas- en irrigatiedeskundigen van de AGROS partnerbedrijven. Deze deskundigen vertegenwoordigen de kennis van telers en de huidige best practices. Zij telen in het derde compartiment komkommers volgens de praktijk. “We sluiten zo dicht mogelijk aan bij de telerspraktijk,” zegt Franky van Looveren, Cultivation Manager bij MechaTronix. Bekijk hier hoe hun teeltstrategie is opgezet:
Benieuwd welke compartiment het meest succesvolle teeltseizoen achter de rug heeft? Na de zomervakantie weten we het.
Topics
Species
