Deze 5 teams doen mee aan 4e editie van de Autonomous Greenhouse Challenge

Het hackathonevenement markeerde het einde van de eerste fase van de Autonomous Greenhouse Challenge. 23 internationale teams van over de hele wereld deden mee, waarbij alleen de beste vijf teams doorgingen naar de volgende fase van de competitie. Deze vijf teams kwamen voort uit de online challenge die door elk van de 23 teams op 31 mei werd voltooid.

Tijdens de online challenge moesten de teams dwergtomatenplanten detecteren met behulp van computer vision en virtuele dwergtomaten kweken in een gesimuleerde kasomgeving die door WUR werd geleverd. De teams werden vervolgens uitgedaagd tijdens een vijf uur durende hybride (onsite en online) hackathon op 6 en 7 juni om een extra taak te voltooien en hun aanpak aan een jury voor te leggen. Na deze hackathon werden de vijf finalisten bekendgemaakt.

Enthousiaste teams en jury

Stef Maree, onderzoeker machine learning bij WUR, betrad als eerste het podium. Maree: "In totaal deden 200 teamleden mee aan de online challenge, die allemaal stonden te popelen om een van de vijf kascompartimenten voor de challenge van dit jaar te bemachtigen. We hebben gezien dat alle teams het erg goed hebben gedaan tijdens de computer-vision-taken en simulator-taken van de afgelopen maanden. En gisteren zag ik ook een zeer enthousiaste jury die alle pitches beoordeelde. Als bonusopdracht gaven we de teams een spoedcursus over ziekten en plagen, zoals het vangen van insecten op vangplaten en het analyseren en automatisch detecteren van nuttige en schadelijke insecten. Het was echt indrukwekkend wat alle teams bouwden met slechts vier trainingsbeelden. Tijdens zo'n hackathon moet elk detail kloppen. De uitdagingen bleken moeilijk, maar een aantal teams blonk uit!"

De vijf finalisten

Een zeer enthousiaste juryvoorzitter, Kathy Steppe van de Universiteit Gent, sloot de resultaten van de hackathon af en kondigde aan waar iedereen vol spanning op had gewacht: de vijf finalisten van de 2024 editie van de Autonomous Greenhouse Challenge.

Deze vijf teams krijgen hun eigen kascompartiment in de WUR-faciliteiten in Bleiswijk om op afstand en autonoom een dwergtomatengewas te telen met behulp van de technologie die wordt geleverd door WUR en de sponsors van het evenement. De vijf finalisten zijn, op basis van hun scores tijdens de online challenge en de hackathon:

1. IDEAS - Zhejiang University, China
2. MuGrow – TU Delft, Gardin, Rijk Zwaan, Wageningen University
3. AgriFusion – Croft, IMEC, GreenBites, Harvard University, Korea University of Technology and Education, Seoul National University
4. Team Trigger – Grit, Ridder, Daeyoung, Bigwave, Seoul National University, Keimyung University
5. Tomatonuts - Wageningen University, China Agricultural University, Jingwa Agricultural Science and Technology Innovation Centre, Golden Scorpion

Volgende stappen

Als onderdeel van de volgende stappen van de challenge moeten de finalisten eerst een lijst met sensoren aanleveren die ze nodig hebben voor hun strategie om dwergtomaten te kweken. Voor 15 juli moeten de teams de eerste versie van hun regelscripts met de jury delen en voor 1 augustus moeten alle sensoren beschikbaar zijn bij WUR Bleiswijk voor installatie in de betreffende kascompartimenten. Daarna moeten de vijf teams de definitieve versie van hun regelscripts aanleveren en na 23 augustus zijn er geen wijzigingen meer mogelijk in de regelscripts en algoritmes.

Van 2 september tot 15 december zullen de teams hun vaardigheden op het gebied van machine learning en computer vision testen door op afstand autonoom een echt dwergtomatengewas te telen in hun eigen kascompartiment. Hun doel is om de hoogste opbrengst en de beste kwaliteit te behalen met de meest duurzame inzet van middelen, zoals water en energie, en zo de nettowinst te maximaliseren. Nieuw is ook dat ze beslissingen moeten nemen over de biologische bestrijdingsmaatregelen. Op 16 januari 2025 wordt het winnende team van de 4e Autonomous Greenhouse Challenge bekendgemaakt door de jury tijdens het slotevenement.

Drie jaar uitdagingen versus onderzoek

Tijdens het hackathonevenement vroeg moderator Silke Hemming, hoofd van het Greenhouse Technology onderzoeksteam bij WUR, de jury om de lessen van de afgelopen drie Autonomous Greenhouse Challenges te delen en hoe deze te implementeren in hun respectievelijke onderzoeksdomeinen. Kathy Steppe merkte een evolutie op in de manier waarop de teams hun kascompartimenten bestuurden in de afgelopen drie uitdagingen. "Ik denk dat dit verband houdt met de ontwikkelingen die we zien op het gebied van kunstmatige intelligentie (AI). Ik zie de kracht van het combineren van mechanistische modellen met AI-modellen om uit te vinden hoe je van een onmiddellijke observatie naar langetermijngroei van de plant kunt gaan."

Jurylid Leo Marcelis van WUR merkte op dat vooral tijdens de eerste Autonomous Greenhouse Challenge AI en vision nog niet in de huidige mate werden gebruikt. "Ik had meer ontwikkeling verwacht in het gebruik van beschikbare sensoren en ik verwacht ook dat er tijdens de komende Challenge meer sensoren gebruikt zullen worden. Sensoren worden goedkoper en dus aantrekkelijker, maar hoe maak je gebruik van beschikbare sensoren, dat blijft de uitdaging vanuit mijn perspectief. Uiteindelijk moeten AI en vision het komende gebrek aan arbeidskrachten en het gebrek aan ervaring en knowhow van tuinders in de toekomst compenseren."

In-Bok Lee, jurylid van Seoul National University, benadrukte het potentieel van cross-innovatie tussen verschillende hightech sectoren. "We kunnen de technologie die in andere sectoren is ontwikkeld gebruiken om innovatie in de glastuinbouw te stimuleren. Maar we moeten ons blijven richten op het centraal stellen van de teler.”

Noodzaak om gewassen opnieuw te ontwerpen

Jaap Weerheim van één van de sponsorbedrijven, Certhon, zei verder dat “als we echt autonome kassen willen, we opnieuw moeten durven ontwerpen hoe en welke gewassen we telen. We hebben gemakkelijke gewassen nodig en dat vereist nieuwe visies op gewasveredeling. Kan een gewas autonoom geteeld worden? Deze benadering zal zeker tijd nodig hebben om bij iedereen te landen." Gevraagd naar de verschillen in glastuinbouw in Nederland ten opzichte van het buitenland, zegt Weerheim dat Nederlanders al veel ervaring hebben in de tuinbouw. "Dat kan telers en fabrikanten eigenlijk belemmeren om nieuwe technologie te omarmen. Ik denk dat we opnieuw moeten nadenken over automatisering en een geïntegreerde aanpak moeten toepassen voor baanbrekende innovaties."

Theo Tekstra van bedrijfssponsor Fluence benadrukte de afweging tussen efficiëntie en spectra van LED-verlichting. "We kunnen nu verschillende kleurencombinaties mengen voor verschillende spectra. Kijk niet alleen naar het licht, maar kijk naar de combinatie van LED's met andere sensoren", zei Tekstra. “Als ik kijk naar hoe we in Nederland innoveren in vergelijking met het buitenland, dan zie ik dat we een iets andere methodiek gebruiken, maar we lopen nog steeds voorop in verlichtingsinnovatie.”

“Slimme en duurzame landbouw vereist een systeembenadering die alle aspecten van het gewasproductiesysteem integreert. Dit begint met het begrijpen van het gewas, het verkrijgen van interpreteerbare informatie van sensoren en het gebruik van modellen en AI om telers over de hele wereld te helpen gezond voedsel te produceren voor een groeiende bevolking,” besloot Silke Hemming.