De Nederlandse land- en tuinbouw speelt een belangrijke rol in het gezond en duurzaam voeden van de wereld. Met de groeiende wereldbevolking moet de productie omhoog. Een van de grootste uitdagingen daarbij zijn plagen en ziekten. Want die kunnen tot wel 10 procent minder opbrengst leiden. Tegelijkertijd wordt het telers meer en meer verboden chemische middelen in te zetten. Maar het handmatig controleren van gewassen kost veel tijd en is vaak niet efficiënt.
Hoe kun je plagen en ziekten dan efficiënt bestrijden? Hogeschool Inholland werkt met een breed consortium van onderwijs- en kennisinstellingen en organisaties uit het werkveld aan een innovatieve oplossing.
Het doel van het RAAK PRO-project ‘Bio-inspired Micro Aerial Vehicle for sustainable pest control in horticulture’ is om kleine drones te ontwikkelen die frequent en automatisch plagen en ziekten in kassen monitoren. Vroegtijdig, zodat biologische bestrijdingsmiddelen effectief hun werk kunnen doen. De drones hebben geen propellers maar vleugels en zijn daardoor in staat om heel behendig verticaal groeiende gewassen te inspecteren zonder die te beschadigen. Fladderend doen ze hun werk, vandaar het ‘Flappy’-project.
Fladderende drones die plagen en ziekten in kassen kunnen monitoren, bestaan nog niet. Het Flappy-project richt zich op het technisch ontwerp van deze drones. Vervolgens zullen we het ontwerp in kassen testen: zijn ze in staat om autonoom in kassen te vliegen en plagen en ziekten te detecteren? Uiteindelijk moet dit leiden tot een eerste werkbaar prototype. We pakken daarbij enkele technische uitdagingen aan. Hoe kunnen we de drones bijvoorbeeld klein genoeg krijgen om tussen de planten te vliegen? Hoe blijven ze lang genoeg in de lucht? Hoe optimaliseren we de energie-efficiëntie?
In een multidisciplinaire samenwerking tussen onder meer telers, biologen, entomologen en engineers gespecialiseerd in bijvoorbeeld robotica, aerodynamica mechanica en elektronica, komen we tot een co-creatie waarin we techniek en biologie integreren in een duurzaam werkende oplossing.
"Het project zal een schat aan nieuwe kennis opleveren waarmee we de verschillende opleidingen kunnen vernieuwen."
Studenten en opleidingen van verschillende domeinen zijn bij het project aangehaakt, zoals Techniek, Ontwerpen & Informatica, Agri, Food & Life Sciences en Business, Finance & Law. In projectgroepen leren de studenten multidisciplinair samenwerken aan het actuele, uitdagend vraagstuk rond drones waar nog geen oplossing voor is.
Zo leren studenten niet alleen hun eigen vak goed toe te passen, maar leren ze ook beter samenwerken en richten ze zich op het ontwikkelen van praktische, toekomstgerichte oplossingen. Dat is leren door te doen: midden in de praktijk.
Kennis vanuit het project gebruiken we om betrokken opleidingen te vernieuwen. En we zullen nieuwe, interdisciplinaire minors opzetten. Denk aan minors rondom digitalisering en smart farming. Zo krijgen studenten straks nog betere handvatten om als creatieve en kritische professionals bij te dragen aan toekomstige vraagstukken.
Hogeschool Inholland is penvoerder van dit vier jaar durende RAAK PRO-project en werkt samen met twee andere ‘groene’ hogescholen: Aeres Hogeschool en Hogeschool Van Hall Larenstein. Daarnaast zijn drie kenniscentra van de TU Delft vanuit drie verschillende faculteiten betrokken: Precision and Microsystems Engineering (3ME), Micro Aerial Vehicle Lab (LT) en Microelectronics (EWI).
We werken verder nauw samen met Vertify. Deze onderzoeksinstelling voor plantaardige teelt heeft een onderzoekslocatie in het World Horti Center te Naaldwijk om de toepassing van de drones te testen. Vanuit de tuinbouwsector zijn Greenport Aalsmeer en Bosch Kwekerij betrokken. Partners uit het werkveld met technische expertise zijn AgriDataInnovations, PixelFarming, FESTO, PATS en Flapper Drones.
Deze telers en bedrijven doen actief mee aan het project. Ze zijn aanwezig bij overleggen, zien wat studenten ontwikkelen en geven gerichte feedback. Zo kunnen wij onze oplossingen nog beter laten aansluiten op wat écht nodig is.
Hun praktijkkennis is onmisbaar om ervoor te zorgen dat de technieken die we ontwikkelen niet alleen innovatief, maar ook helder, praktisch en toepasbaar zijn in het dagelijkse werk in de kas.
Aan het eind van het project leveren we een monitoringssysteem op voor kassen met kleine, wendbare drones die in zwermen rondfladderen. Dankzij hun flexibele vleugels kunnen ze behendig tussen de gewassen heen bewegen om plagen en ziekten vroegtijdig op te sporen — zonder het gewas te beschadigen. Deze Flapping-Wing Micro Aerial Vehicles (FW-MAVs) testen we uitgebreid in echte kassen om te zien of ze zelfstandig hun weg vinden, obstakels ontwijken en problemen aan planten herkennen.
In het project werken we met veel verschillende vakgebieden samen; van techniek en biologie tot data science. Een belangrijk onderdeel is het trainen van slimme algoritmes die op basis van dronebeelden kunnen zien waar plagen zitten en wat het effect daarvan is op de oogst.
Omdat kassen steeds groter worden, willen we straks hele zwermen van deze drones inzetten. Die halen hun informatie uit de HortiDatabase — een smart, open-access platform met data over plagen, ziekten, gewasstructuur en natuurlijke bestrijders (zoals insecten). Dat platform helpt bedrijven om hun sensoren nog beter te maken en geeft telers praktische adviezen om oogstverlies tegen te gaan en duurzamer te werken.
Daarnaast bouwen we samen met onderzoekers, telers en softwareontwikkelaars aan een community die de HortiDatabase gebruikt en verder ontwikkelt.
