Een drone die geheel zelfstandig opstijgt, over rijen planten of bloemen en mensen vliegt, hoge resolutiefoto’s maakt om eventuele ziekten en plagen op te sporen en weer veilig terug landt op het oplaadstation in de kas op basis van kunstmatige intelligentie (Artificial Intelligence -AI). Het is voor het eerst mogelijk gemaakt door onderzoekers van de Technische Universiteit Delft in samenwerking met Royal Brinkman en startup Mapture.

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. 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. Eén van de stippen op de horizon in de tuinbouwsector is het bewerkstelligen van precisietuinbouw. Rogier Kemmeren, innovatiespecialist bij Royal Brinkman vertelt: “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. Eén van de ingrediënten in de precisietuinbouwmix zal gevormd worden door zelfstandig opererende drones. Op dat gebied hebben de TU Delft, Royal Brinkman en Mapture nu een grote stap gezet.”

Drone-in-the-box

“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”, aldus Bart Slinger, CEO van startup Mapture in Delft. “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 genomen heeft. 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: “Wij zijn bezig met het ontwikkelen van een toekomstbestendige strategie voor gewasbescherming. Het opbouwen van data met deze drones is voor ons de eerste stap. We zijn begonnen met het herkennen van schade van mineervlieg aan het gewas; schade door witte vlieg 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.”
Het doel van het ‘Drone-in-the-box’ innovatieproject is oplossingen ontwikkelen voor een betere en meer duurzame tuinbouwsector.