Op naar een data-intensievere keten

3. Big data

Het internet of things (IoT) geeft boeren de mogelijkheid om de kwaliteit, duurzaamheid en efficiëntie van hun activiteiten te optimaliseren. De boer van de toekomst gebruikt kunstmatige intelligentie, de cloud, drones en sensoren om optimale resultaten te krijgen. Zo winnen boeren aan inzicht in de gezondheid van hun gewassen en weten ze hoe gezond hun veestapel is. Het moet leiden tot minder verspilling, gezondere producten en hogere opbrengsten. Sensoren op het akkerbouwbedrijf verzamelen steeds meer gegevens. Opkomend in de sector is Blockchain. Blockchaintechnologie kan de keten van producent naar consument niet alleen efficiënter, maar ook eerlijker maken.

 IOT-TECHNOLOGIE IN DE AGRISECTOR

Samen met Big Data kan IoT-technologie bijdragen aan verbeterde boerderijproductieprocessen door een enorme hoeveelheid en bereik van gegevens beschikbaar te stellen.

  • Track and trace landbouwtoepassingen vanuit het veld kunnen leiden tot effectieve identificatie en traceerbaarheid in de voedselvoorzieningsketen. Het IoT stimuleert de samenwerking tussen voedselproducenten, voedselopslag, logistiek- en transportserviceproviders en retailbedrijven, die kunnen samenwerken om een efficiënte levering van veiliger voedsel aan consumenten te garanderen.
  • Gebruik van IoT, Big Data en drones kan de risico’s voor de landbouwproductie verminderen door vroegtijdig ziekten op te sporen of gedetailleerde kaarten te ontwerpen voor irrigatiedoeleinden, evenals het verminderen van emissies ten behoeve van klimaatverandering en milieuomstandigheden (European Parliament’s Committee on Agriculture and Rural Development).
  • Big data maakt het ook mogelijk bodemanalyse en de daaraan gekoppelde klimatologische omstandigheden inzichtelijk te maken. Dit kan bijdragen aan het verminderen van mislukte oogsten.

Nieuwe digitale technologieën brengen veranderingen in landbouwmethoden met zich mee. Naast traditionele spelers, zoals boerenleveranciers, distributeurs, retailers en consumenten, treden nieuwe spelers (startups) toe tot het netwerk. Zij hebben de benodigde technologieën en/of expertise om de gegevens die door de landbouw en het voedsel worden gegenereerd, te analyseren. Nieuwe landbouwmethoden kunnen het gehele productieproces veranderen, van apparatuur zoals een autonome tractor of drones tot de zaden en gewasbewaking via sensoren (European Parliament’s Committee on Agriculture and Rural Development).

“Big data zal van heel veel waarde zijn voor agrarische medewerkers in de toekomst en wordt van grote commerciële waarde. Maar dan moeten studenten wel leren om met data om te kunnen gaan. De agrarische medewerker van de toekomst moet weten wat is er nodig? Wat betekenen de beschikbare data? Als ik te weinig water op een akker heb of de grond te droog is wat gaat er dan gebeuren? Ze moeten dus weten hoe ze met die data om moeten gaan om daar invloed op uit te oefenen. En ik heb het nu over planten maar hetzelfde geldt ook voor dieren.”
– Jules Sanders, LTO

 GEBRUIK VAN DATA IN DE VEETEELT

Boerderijen in heel Europa gebruiken kunstmatige intelligentie al om de beweging, temperatuur en voerconsumptie van hun dieren te volgen. Het systeem kan vervolgens de verwarmings- en voermachines automatisch aanpassen om veehouders te helpen het welzijn van hun dieren te bewaken en hen vrij te maken voor andere taken. De vraag naar voer wordt vervolgens aangepast en de waardeketen beïnvloed. Mobiele telefoons, navigatiesystemen en vele andere verschillende sensoren verzamelen voortdurend gegevens of afbeeldingen. Machine-learningtechnologieën, kunnen van deze grote hoeveelheid gegevens leren om voorspellingen te doen en nuttige inzichten te creëren voor boeren en andere spelers in de waardeketen (European Parliament’s Committee on Agriculture and Rural Development).

Eigenaar teelt en veehouderij, leerbedrijf

Ik kijk meer naar mijn mobiel, dan naar de koeien om te weten hoe het met mijn koeien gaat.

 GEBRUIK VAN DATA DIERVERZORGING

Ook in de sector dierverzorging zijn steeds meer toepassingen te zien als het gaat om toepassing van technologie en big datatechnieken. “Dieren zijn vaker gechipt. De chip kun je koppelen aan een apparaat dat bijvoorbeeld een bepaalde hoeveelheid voer afgeeft of water beschikbaar maakt of dat het kattenluik openzet. Het wordt straks ook mogelijk om zo’n chip te koppelen aan activity checkers. Om te zien waar een hond geweest is en hoeveel kilometer hij heeft afgelegd. De toepassing van de technologie volgt op wat bij mensen gebeurt. Wat we nu bij mensen zien zoals een stappenteller, dat zie je dan later vertaald worden naar dieren. En nu ik dit zeg is dit ook alweer oud nieuws”– Henk van Houwelingen, Dibevo

 GEBRUIK VAN DATA IN DE LANDBOUW: PRECISIELANDBOUW

Precisielandbouw houdt in dat gewassen en veel heel nauwkeurig de behandeling krijgen die ze nodig hebben. Het brengt een revolutie teweeg in de landbouwsector met op de centimeter nauwkeurige berekeningen in de velden en de mogelijkheid om zaden, meststoffen, water en gewassen te beheren en sproeien door voortdurende controle en ondersteunende besluitvorming. Door de integratie van slimme landbouwtechnologieën en moderne datatechnologieën kan zaadplanting bijvoorbeeld worden aangepast aan een specifiek veld om een efficiënt productieproces te waarborgen. In de toekomst is het niet ondenkbaar dat dit zelfs per plant mogelijk is. De toepassing van informatie- en datatechnologieën ondersteunt boeren bij het nemen van weloverwogen beslissingen op basis van concrete gegevens. In de precisielandbouw gaat het om waarnemingen door middel van sensoren. Die sensoren meten bijvoorbeeld de pH-waarde in de grond, of de hoeveelheid organische stoffen. Jan Kamp (Wageningen University & Research) vertelt hierover . “Dit levert een kaart van het perceel op. Aan de hand daarvan kunnen boeren heel nauwkeurig bepalen welke delen van het perceel meer of minder kalk nodig hebben en meer of minder kunstmest.” Door meer sensoren toe te voegen (temperatuur, vochtigheid, licht, bewegingen, geluiden) kan de sector ook de kwaliteit van de producten die ze vervoeren volgen en verbeteren, inclusief dierenwelzijn tijdens transport. Digitale technologieën maken het mogelijk voedselproducten te volgen wanneer ze worden gedistribueerd. Precisielandbouw zorgt op die manier voor een optimale groei van de planten, omdat onder- en overbemesting voorkomen worden. Boeren hoeven minder kunstmest, bestrijdingsmiddelen en andere producten te gebruiken, wat goed is voor het milieu en de portemonnee (Duurzaambedrijfsleven1 en European Parliament’s Committee on Agriculture and Rural Development).

“Precisielandbouw betekent in feite heel goed meten wat bijvoorbeeld een plant nodig heeft qua grond, gewasbeschermingsmiddelen en water. Dat wordt vaak in beeld gebracht door bijvoorbeeld drones en dat wordt geladen in computers en dan kom je weer op de discussie rond big data uit.”
– Jules Sanders, LTO

Er zijn verschillende precisietechnieken:

  • Precisiebemesting op grasland. Om efficiënt te kunnen bemesten, moet je precies weten wat er in de bodem zit. Je moet ook de (stikstof)gehalten in de mesttank exact kennen. Dat kan prima met sensoren. Het gaat erom de data uit verschillende bronnen met elkaar te combineren en de machines aan te sturen.
  • Bescherming van weidevogels. Met behulp van technische hulpmiddelen zoals drones en warmtecamera’s worden nesten precies in kaart gebracht. Bij de bewerking van het grasland kan vervolgens met die locaties rekening worden gehouden.
  • Onkruid plaatsspecifiek bestrijden. Het gaat om het variabel doseren van chemische middelen, om de hoeveelheid gewasbeschermingsmiddelen precies af te stemmen op de behoefte. De verwachting is dat met sensortechnieken 25 procent bespaard kan worden op de hoeveelheid middelen.
  • Advies beregening op maat. Precisielandbouw heeft zeker niet alleen betrekking op akkerbouw. Ook boeren met grasland kunnen hiervan gebruikmaken. Bijvoorbeeld door de beregening op maat te baseren op data over bodem en verdamping. Er zijn veel data beschikbaar, bijvoorbeeld van weerstations en bodemsensoren (mooivakman).

Een voorbeeld van precisielandbouw is de schoffelmachine van Steketee. Schoffelen had nooit een hightech reputatie, maar krijgt die nu wel. De moderne schoffel is voorzien van een camera die de plantenrijen herkent en daar de schoffel op aanstuurt. De slimste schoffels van dit moment zijn voorzien van een camera die ook individuele planten herkent op vorm en op kleur. Dat is hightech en die ontwikkeling verfijnt zich de komende jaren. Er draaien in de praktijk al machines met die techniek. Dat maakt het mogelijk om zoveel mogelijk onkruid- en opslagplanten te verwijderen, zonder de cultuurplanten te raken. Ook gps-techniek is op de schoffel van toepassing (boerderij.nl).

Precisielandbouw en de milieuwinst die daarmee te behalen valt, bieden volop kansen voor loonwerkers. Bijvoorbeeld op het gebied van (opbrengst)metingen en het opbouwen van kennis over de bodem. Met het leveren van deze kunde en kennis kan het loonbedrijf zich onderscheiden bij en een meerwaarde bieden aan boeren en andere grondbeheerders (Rabobank3).

Precisielandbouw vraagt andere competenties van de agrarische loonwerker, zo legt Dick Klop (Cumela) uit: “Voorheen werd een complete akker in één keer gespoten met een beschermingsmiddel. Nu is er een spuit met sensoren en die ziet waar er onkruid is en daar spuit hij eventjes, en niet meer alles. Maar die moeten ook ingesteld worden en die vragen nieuwe competenties van mensen. Zoals ICT-vaardigheden en meer in stapjes kunnen denken. I.p.v. op de automatische piloot moet je stap voor stap en analytischer denken over de instellingen van de machine. Het zijn toch andere manieren van denken en werken.” En zo vervolgt hij: “Doordat je meer informatie genereert ontstaat er meer contact met de klant in agrarisch loonwerk. Als je mais gaat oogsten kan je machine het gewicht bepalen wat je per hectare geoogst hebt, maar ook de voedingswaarde daarvan en dat speel je door naar de boer. Dus je hebt een andere relatie met de opdrachtgever. Dat zijn vaardigheden die echt van de medewerkers gevraagd worden, hoe kan ik adviseren of helpen meedenken bij de boer. Je communicatievaardigheden en creativiteit moeten aanwezig zijn.”

 GEBRUIK VAN DATA IN DE TUINBOUW: SENSORTECHNOLOGIE

In de tuinbouw werken telers, brancheorganisaties en onderzoeksinstituten samen om rendabele teeltsystemen te ontwikkelen voor de vollegrondstuinbouw. De glastuinbouwsector in de grensregio Vlaanderen – Nederland heeft een zeer hoge productiviteit. De sector is innovatief en neemt de tweede plaats in als exporterende regio ter wereld. Slimme crossovers tussen sensortechnologie en tuinbouw biedt grote kansen maar wordt tot op heden onvoldoende benut. Het GROW project moet daar verandering in brengen. In het GROW! project werken kennisinstituten, hogescholen en universiteiten samen met partners uit de glastuinbouwsector om hightech plantenkassen te bouwen en optimaliseren. Het doel van de interregionale samenwerking is om de glastuinbouw efficiënter en innovatiever te maken. Met de juiste sensoren kunnen bij planten ziekten in de kiem gesmoord worden en kan abiotische stress gemeten en voorkomen worden. Dit gebeurt door ion-selectieve sensoren in te zetten en door te ontwikkelen voor metingen van pH en voedingsstoffen in water specifiek geschikt voor de glastuinbouw. Hierdoor kan gemeten worden welke voedingsstoffen worden opgenomen door de plant. Daarnaast worden klimaatsensoren ingezet en geoptimaliseerd voor metingen van onder andere temperatuur, luchtvochtigheid en CO2.

Kassen worden ingericht als proeftuinen met de prototypes van sensornetwerken met als doel gegevens monitoring door middel van nieuwe technologieën. Naast water- en klimaatmetingen worden hier specifiek de fysiologie, pathologie en stresstoestand van de tomatenplant onder de loep genomen. Data worden vervolgens gekoppeld en geïnterpreteerd door middel van intelligente wiskundige modellen, die de tomatenteler in staat stelt om accurate beslissingen te nemen voor een optimale gewasopbrengst. Daarnaast worden de waarde van de sensoren, datasystemen en plantmodellen ook bij slagewas getest in enkele glastuinbouwbedrijven en vertical farms. Bij witlof wordt o.a. onderzocht hoe doorstroming van water plaatsvindt van boven naar beneden en wat de bladgroente ‘eet’ (Has).

 BLOCKCHAIN

Opkomend in de sector is het fenomeen Blockchain. De techniek achter blockchain is ingewikkeld, maar de gedachte erachter is eenvoudig. Laat alle samenwerkende partijen in een keten hun computersystemen aan elkaar koppelen en afspraken maken over het delen van informatie. Dan dalen de kosten en stijgt het vertrouwen in de keten. In de agrarische sector wordt voorzichtig geëxperimenteerd met toepassingen van deze nieuwe techniek.

Centraal in de samenwerking binnen de blockchain staat het delen van data over het productieproces en de transacties die plaatsvinden binnen de keten. Doordat de computersystemen van alle deelnemende partijen aan elkaar zijn gekoppeld en steeds worden gesynchroniseerd, is het digitale archief voor iedereen tegelijkertijd beschikbaar en altijd actueel. Deelnemers kunnen niet alleen alle informatie bekijken, maar ook steeds nieuwe informatie toevoegen. Dit gebeurt volgens afspraken die de deelnemers met elkaar maken. Pas als alle partijen in de keten het met elkaar eens zijn dat een handeling of transactie volgens de gemaakte afspraken verloopt, kan deze worden uitgevoerd. Overigens verloopt deze controle automatisch, omdat de afspraken zijn vastgelegd in ingewikkelde wiskundige formules. Informatie die eenmaal in het digitale archief wordt vastgelegd, is onuitwisbaar. Er kan alleen informatie aan de database worden toegevoegd en er kan nooit iets worden verwijderd of aangepast.

Volgens Marieke de Ruyter de Wildt (adviesbureau The Fork) is de agrarische markt er klaar voor. “De keten van producent naar consument is steeds complexer en ondoorzichtiger geworden. Mede daardoor hebben we de laatste jaren regelmatig te maken gehad met voedselcrises. Deze hebben niet alleen het vertrouwen van de consument op de proef gesteld, maar ook dat van ketenpartijen in elkaar. Denk aan de fipronilcrisis in de eiersector” geeft ze als voorbeeld. Ze ziet in de toepassing van blockchaintechnologie een uitgelezen kans om de impasse in de voedselketen te doorbreken. Blockchaintechnologie kan de keten van producent naar consument niet alleen efficiënter, maar ook eerlijker maken. Marieke legt uit: ‘Alle partijen, of ze nu groot of klein zijn, beschikken over dezelfde informatie en hebben inzicht in de transacties. Hierdoor wordt duidelijk zichtbaar hoeveel waarde elke schakel in de keten toevoegt en wat elke partij verdient. Marges zullen hierdoor eerlijker worden verdeeld’. Het toepassen van blockchain versterkt de positie van boeren in de keten. Het kan hen helpen om een eerlijke beloning voor hun inspanningen te realiseren (WUR8).

INHOUDSOPGAVE SECTORALE TRENDS GROEN