Autonome drones TU Delft detecteren ziekten en plagen in kassen

Alexander Pil
1 juni

Een drone die geheel zelfstandig opstijgt, over rijen planten en mensen vliegt, hoge-resolutiefoto’s maakt om eventuele ziekten en plagen te detecteren, en weer veilig terug landt op het oplaadstation in de kas op basis van AI – dit is nu voor het eerst mogelijk gemaakt door onderzoekers van TU Delft in samenwerking met Royal Brinkman en startup Mapture.

De Delftse drone maakt autonoom vluchten door de kas om ziektes en plagen in kaart te brengen.

De drone is al langer een bewezen middel om grootschalig en autonoom data te verzamelen. De meeste zelfstandig vliegende drones die momenteel in gebruik zijn, vliegen echter buiten, hoog in de lucht. ‘De reden hiervoor is dat drones doorgaans afhankelijk zijn van GPS om te weten waar ze zijn en waar ze heen moeten. In binnenruimten, zoals kassen, is GPS niet betrouwbaar genoeg voor navigatie bij autonoom vliegen’, zegt Guido de Croon, hoogleraar bio-geïnspireerde drones aan de TU Delft. ‘Bij de faculteit Lucht- en Ruimtevaarttechniek werken we aan lichte, kleine drones die met behulp van AI zelfstandig binnen kunnen vliegen. Dit is belangrijk, omdat zulke drones heel veilig zijn voor mensen, die daarom geen extra veiligheidsmaatregelen hoeven nemen als deze drones rondvliegen.’

‘Het is wel een grote uitdaging om zo’n lichte drone zelfstandig te laten vliegen, aangezien ze veel minder sensoren en rekenkracht aan boord hebben dan bijvoorbeeld een zelfrijdende auto’, weet De Croon. ‘Binnen het project hebben we een lokalisatietechniek ontwikkeld waarbij de drone signalen van radiobakens in de kas combineert met zijn eigen observaties om zo goed mogelijk te weten waar hij is.’

Precisietuinbouw

De groeiende wereldbevolking vormt een grote uitdaging voor onze voedselvoorziening. Een van de stippen op de horizon in de tuinbouwsector, is het bewerkstelligen van precisietuinbouw. Rogier Kemmeren, innovatiespecialist Royal Brinkman zegt: ‘Het drone-in-the-box-systeem is een belangrijk middel om precisietuinbouw in de toekomst mogelijk te maken. Op plantniveau willen we meten en weten hoe de plant eraan toe is en wat die nodig heeft voor een zo goed mogelijke groei. Om dit voor elkaar te krijgen, is er een hoge mate van automatisering en digitalisering nodig. Een van de ingrediënten in de precisietuinbouwmix zal worden gevormd door zelfstandig opererende drones. Op dat gebied hebben de TU Delft, Royal Brinkman en Mapture nu een grote stap gezet.’

Bart Slinger, ceo van het Delftse Mapture, vult aan: ‘Voor de meeste veelbelovende indoor dronetoepassingen zijn we nog afhankelijk van een menselijke dronepiloot. Dat is arbeidsintensief en om deze reden hebben we binnen Mapture een autonoom drone-in-the-box-systeem ontwikkeld. De gebruiker kan in een interface aangeven in welk gebied de drone mag vliegen. Daarna kan de drone van tijd tot tijd geheel zelfstandig een vlucht uitvoeren. De gebruiker hoeft dan alleen naar de foto’s te kijken die de drone heeft genomen. Het resultaat is een volledig autonoom dronesysteem, dat veilig kan vliegen.’ Nadat de drone zijn vlucht heeft gemaakt en weer landt op het oplaadstation, worden de hoge-resolutiefoto’s automatisch geüpload naar de cloud voor verdere dataverwerking.

Praktijktest

Het kassenbedrijf Gerbera United stond open voor medewerking aan een grootschalige praktijktest met de drones-in-the-box op de locatie in Nootdorp. Gijsbert Verboom van Gerbera United zegt: ‘Wij zijn bezig met het ontwikkelen van een toekomstbestendige strategie voor gewasbescherming. Het opbouwen van data middels deze drones is voor ons de eerste stap. We zijn begonnen met het herkennen van schade van de mineervlieg aan het gewas; schade door wittevlieg en rupsen staan op de planning. Wij zien veel kansen voor deze innovatie in de praktijk. Met de drones kunnen we de plaag in een veel eerder stadium signaleren. Dit is cruciaal, omdat we zo kunnen vermijden dat we grote hoeveelheden bloemen moeten ruimen.’