03/06/2024
Door Ad Spijkers
Het aansturen van robots is echter een complexe taak die nog moeten worden opgelost.
Er ontstaat een stille revolutie in de wijngaarden van de Palts. Het is een verandering die wordt aangestuurd door een nieuwe AI-technologie die niet alleen het werk van wijnbouwers gemakkelijker maakt. Jonge professionals kunnen hiermee de kwaliteit van hun wijnen op een hoog niveau behouden en verbeteren. De AI-applicatie voor nauwkeurige snoeitechnieken is ontwikkeld bij de Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau (RPTU). Onder projectmanagement van het Deutsches Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) komt een nieuw tijdperk in de wijnbouw in zicht.
AI in de wijnbouw
Kunstmatige intelligentie biedt een breed scala aan mogelijkheden voor gebruik in de wijnbouw. Door werkprocessen te automatiseren en te helpen bij kritieke werkstappen, is het mogelijk om veel effectiever en nauwkeuriger te werken. Dit verbetert de kwaliteit van de oogst. Om dit te bereiken, hebben wetenschappers van DFKI en RPTU een AI-technologie ontwikkeld. Deze is ontworpen om te helpen bij een veeleisend proces tijdens de wijnbouw: optimale snoei.
De technologische oplossing is gebaseerd op verschillende stappen. Ten eerste worden er afbeeldingen van wijnstokken vastgelegd en worden de componenten van de plant geïdentificeerd met behulp van AI-algoritmen. Nadat de afzonderlijke componenten zijn geïdentificeerd, worden de wijnstokken in 3D gereconstrueerd. De vastgelegde afbeeldingen worden gebruikt om een nauwkeurig driedimensionaal model van de wijnstokken te maken. Dit model maakt het mogelijk om de ruimtelijke structuur van de wijnstokken nauwkeurig te beschrijven en te analyseren.
Op basis van deze gegevens worden duidelijke aanbevelingen voor zogenaamde 'zachte snoei' gedefinieerd, at wil zeggen waar de plant kan en moet worden gesnoeid. De AI houdt rekening met verschillende factoren, zoals de toestand van de wijnstokken, hun leeftijd en de bijbehorende groeipatronen. Door deze regels toe te passen, wordt de wijnbouwer vervolgens nauwkeurig door elk snoeiproces geleid om de plant zo voorzichtig mogelijk te snoeien en de gezondheid van de wijnstok op de lange termijn te waarborgen.
Continue verbetering
Een belangrijk aspect van AI in de wijnbouw is de continue handmatige verbetering en aanpassing van de algoritmen. Door teruggekoppelde data van echte snoeiprocessen te analyseren, kunnen de algoritmen continu worden geoptimaliseerd. Doel is om de efficiëntie en kwaliteit van het snoeien verder te verhogen. Het systeem optimaliseert zichzelf niet, maar alle aanpassingen worden handmatig door de onderzoekers gedaan.
Tot nu toe draait de AI-technologie op mobiele apparaten via een Android-app. Een deel van de verwerking vindt plaats op een server omdat de rekenkracht op een smartphone alleen niet voldoende is. De vereiste informatie wordt binnen ongeveer drie minuten geleverd. Real-time overdracht is nog niet mogelijk vanwege de grote hoeveelheid data op deze apparaten. De wetenschappers werken er momenteel aan hoe alle berekeningen uiteindelijk ter plaatse kunnen worden uitgevoerd - op het mobiele apparaat.
Vooruitzichten
Ondanks de huidige beperkingen biedt de applicatie een breed scala aan use cases voor het transformeren van de wijnbouw op de lange termijn. Een belangrijke toepassing die de onderzoekers met deze technologie al kunnen bedienen, is de opleiding van wijnbouwers. Daar kan de AI een duidelijk hulpmiddel voor trainingsdoeleinden vormen. Het maakt het voor jonge professionals veel gemakkelijker om de veeleisende snoeitechnieken te leren.
In de nabije toekomst zou de ontwikkeling ook efficiënt in wijngaarden zelf kunnen worden gebruikt. Een veelbelovende aanpak om dit mogelijk te maken, is de ontwikkeling van een op het hoofd gemonteerd display dat beelden rechtstreeks in het oog projecteert. Hierdoor zouden wijnmakers hun handen vrij kunnen hebben tijdens het snoeien en tegelijkertijd visuele begeleiding kunnen krijgen.
Uitdagingen
Hoewel AI-technologie vorderingen maakt in de wijnbouw, liggen er nog enkele uitdagingen in het verschiet. Een daarvan betreft de integratie van de technologie in robotsystemen die autonoom snoeien moeten uitvoeren. Het besturen van de robot, het plannen van de snoeivolgorde en het selecteren van de snoeitechniek zijn complexe taken die nog moeten worden opgelost. De ontwikkeling van hardware die voldoet aan de eisen van de wijnbouw is een andere uitdaging.
Desondanks is de toekomst van wijnbouw met AI veelbelovend. Of het nu gaat om de automatisering van processen, het verkrijgen van data over de planten of het verbeteren van het opleidingsportfolio van wijnbouwacademies. De vooruitgang zal het mogelijk maken om de samenwerking tussen mens en machine in de wijnbouw verder te optimaliseren en nieuwe normen te stellen op het gebied van duurzaamheid en kwaliteit.
Foto: Carolin Horst, 2farm