Wat is een digitale tweeling?
Een digitale tweeling is een digitale weergave van de kas en de teler. Pinglin Zhang, onderzoeker en modelleur bij WUR, legt uit: “Een digitale tweeling bestuurt de kas op een vergelijkbare manier als de teler. De kennis en ervaring van de teler worden vervangen door modellen en continue sensorfeedback.” Op basis van gewas- en klimaatgegevens en de productiedoelstelling neemt de digitale tweeling elke 5 minuten beslissingen over klimaat en irrigatie, en elke week over de vruchtdunningsstrategie.

Hoe stuurt een digitale tweeling de teelt?
De aansturing bestaat uit verschillende modules die de belichting, verwarming en ventilatietemperatuur, het gebruik van schermen, de CO2-dosering, irrigatie en gewasmanagement regelen. “Uit eerdere proeven kennen we de omrekeningsfactor van licht naar oogstbare komkommers. We gebruiken deze factor om de productiedoelstelling voor de komkommers te vertalen naar een belichtingsstrategie. We streven ernaar om belichting kostenefficiënt te gebruiken. Beslissingen over de belichting worden elke 5 minuten genomen, op basis van variabele elektriciteitsprijzen en de weersvoorspelling”, legt Pinglin uit.

De andere klimaatfactoren worden vervolgens geregeld op basis van de belichtingsstrategie. Om de groei te optimaliseren, worden temperatuur en licht in balans gebracht door de verwarming en ventilatie te regelen op basis van de gerealiseerde dagelijkse lichtinval. Hieruit volgen strategieën voor de regeling van luchtvochtigheid, irrigatie en CO2-concentratie. Het model bepaalt daarna de setpoints die worden ingevoerd in de klimaatcomputer zodat de kas aangestuurd wordt. 

Wat zijn de grootste uitdagingen van autonome sturing?
De huidige komkommerteelt laat zien dat een autonome teeltsturing haalbaar is. Er zijn echter wel een aantal aandachtspunten. Anja Dieleman, projectleider van AGROS II, legt uit: “Data zijn de basis voor een autonome sturing. De beschikbaarheid van betrouwbare data is cruciaal. Sensoren moeten correct geplaatst zijn, systemen moeten werken en de weersvoorspelling moet betrouwbaar zijn. Alleen dan is autonome besturing realistisch.” Pinglin voegt daaraan toe: “De systemen moeten betrouwbaar en robuust zijn. Zo moeten verwarmingssystemen nauwkeurig kunnen reageren op ingestelde waarden en aan de vereiste warmtevraag kunnen voldoen; en de belichting moeten kunnen dimmen op basis van de ingestelde waarde. Daarnaast is een betrouwbare internetverbinding cruciaal voor het monitoren en besturen van de kas. Er moet daarom een noodplan of back-up aanwezig zijn om onvoorziene scenario's, zoals internetstoringen of uitval van sensoren, op te vangen.”          

Is een digitale tweeling al toepasbaar in de praktijk? 
De glastuinbouw wordt steeds complexer: bedrijven worden steeds groter, leveringscontracten worden ingewikkelder, energieprijzen zijn sterk gestegen en er is een tekort aan geschoolde arbeidskrachten. Voor individuele telers is het bijna onmogelijk om al deze factoren in de gaten te houden. Daarom is er behoefte aan systemen die telers kunnen ondersteunen bij hun besluitvorming. Is een digitale tweeling al toepasbaar in de praktijk? Pinglin Zhang: “Ik denk dat dit haalbaar is. Als bedrijven een teeltplan hebben, toegang tot weersvoorspellingen, sensoren om gegevens te verzamelen en regelbare systemen zoals dimbare belichting, is aan een aantal vereisten voldaan. Technisch gezien kan de overgang naar autonome aansturing dan worden gemaakt. Telers zullen eerst ervaring op willen doen het systeem en vertrouwen krijgen in de beslissingen, voordat ze het systeem geleidelijk de controle zullen laten overnemen.”

Over AROS II
De glastuinbouw heeft te maken met uitdagingen op gebied van energiegebruik en beschikbaarheid van arbeid. Er is behoefte aan systemen die de teler kunnen ondersteunen in het nemen van beslissingen. In AGROS II wordt gewerkt aan intelligente algoritmes die teelt kunnen aansturen op basis van gewas-, substraat- en klimaatdata. Het project wordt uitgevoerd door Business Unit Glastuinbouw van Wageningen University & Research en gefinancierd en gecoördineerd door Kas als Energiebron, een innovatieprogramma van het Ministerie van LVVN en Glastuinbouw Nederland. Mede mogelijk gemaakt door Kennis in je Kas (KijK). In AGROS II werkt Wageningen University & Research samen met Cultilène, Mechatronix, Nunhems/BASF Vegetable Seeds, Delphy Improvement Centre, Greenport West Holland, Gavita International B.V., Van der Hoeven Horticultural Projects, VDL ETG, Source.ag, Gemeente Lansingerland, Innovatiefonds Hagelunie en Topsector Tuinbouw en Uitgangsmaterialen. Projectleider: Anja Dieleman.