Pais: Países bajos

Fecha: 03 de Abril del 2023

El proyecto AGROS entra en una fase apasionante: aplicar el control autónomo en pepinos por WUR, Países bajos

La unidad de negocios de Wageningen University & Research (WUR) Greenhouse Horticulture sembró recientemente tres cultivos de pepino como parte del proyecto AGROS. El cultivo de estos cultivos se controla de diferentes maneras: en un invernadero, las decisiones operativas las toma un grupo de expertos en cultivos y riego, mientras que los otros dos invernaderos se controlan de forma remota mediante un gemelo digital basado en un modelo mecánico y una inteligencia artificial. algoritmo basado en el Aprendizaje por Refuerzo.

La horticultura de invernadero juega un papel importante en la producción durante todo el año de productos frescos y saludables. Actualmente, el sector hortofrutícola se enfrenta a una serie de retos. Uno de los principales es la disponibilidad limitada de personal altamente calificado y experimentado que pueda supervisar todos los aspectos del sistema de producción. Otros desafíos son los crecientes costos de los recursos, como la electricidad, el gas natural, el CO 2 y los fertilizantes. La creciente complejidad del sistema de producción requiere el paso a un enfoque más basado en datos. El proyecto de asociación público-privada AGROS tiene como objetivo realizar un 'invernadero autónomo' en el que el cultivo se controle de forma remota mediante algoritmos inteligentes. Los sensores sofisticados y no invasivos monitorean las propiedades clave de los cultivos y respaldan las decisiones de gestión para lograr un cultivo rentable bajo criterios objetivados y sostenibles.

Dos enfoques para el control autónomo de invernaderos

“En los últimos dos años, el proyecto AGROS trabajó en los componentes básicos para realizar un cultivo de pepinos controlado de forma autónoma. Determinamos un número mínimo de rasgos de plantas esenciales en la toma de decisiones para el manejo de cultivos y control climático. Junto con los socios del consorcio, seleccionamos sensores disponibles en el mercado y los probamos exhaustivamente en ensayos anteriores con pepino. Para las características que aún no se podían medir automáticamente, como la cantidad de hojas de pepino recién formadas, desarrollamos una tecnología de visión que actualmente se está validando”, explica Anja Dieleman, líder del proyecto AGROS e investigadora de la unidad de negocios Greenhouse Horticulture de WUR.

El equipo seleccionó dos enfoques para el control autónomo del invernadero:

    Para el primer enfoque, los modelos de cultivo y clima de la unidad de negocios Greenhouse Horticulture generan un gemelo digital. Este entorno cercano al real Twin determina la estrategia de control ideal en función de las respuestas del clima simulado y el cultivo de pepino virtual. El gemelo digital recibe información casi en tiempo real sobre el clima y el cultivo de los sensores del invernadero y utiliza esa información para "autocalibrarse" y mejorar su estrategia de control.

    En el segundo enfoque, los algoritmos de aprendizaje por refuerzo se entrenan para mapear acciones a observaciones. Al simular repetidamente ensayos bajo diferentes circunstancias y controles, el modelo interpreta su entorno evaluando las consecuencias de diferentes acciones de control. Los comportamientos deseados son recompensados ??mientras que los resultados no deseados son castigados. Una vez entrenado en el objetivo AGROS, el modelo actúa de forma independiente y utiliza la última información disponible para evaluar y determinar los puntos de ajuste de cada hora en consecuencia.

“Hemos llegado a una fase emocionante en el proyecto ya que ahora estamos aplicando nuestros enfoques al cultivo real y evaluando su desempeño. Plantamos pepinos de la variedad Hi-Power bajo iluminación LED dinámica en tres compartimentos de invernadero en las instalaciones de investigación de WUR en Bleiswijk, Países Bajos. Cada compartimento está controlado por el Gemelo Digital, el algoritmo de Aprendizaje por Refuerzo o un grupo de expertos en cultivos y riego de las empresas involucradas en el proyecto AGROS. Estos expertos representan el conocimiento de los productores y las mejores prácticas actuales. El objetivo de los tres compartimentos es alcanzar el mayor beneficio neto posible. La utilidad neta está determinada por el equilibrio entre los costos variables (electricidad, gas natural, CO 2 ) y los beneficios (número de pepinos cosechados). Seguiremos los resultados y aprendizajes de estos controles en los próximos meses”, dice Anja.

Traducido del inglés

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