Hoe AI de landbouw revolutioneert – en waarom Israël zich ontwikkelt tot een wereldleider

Foto Ynet

Nu AI de landbouw transformeert tot een datagestuurde wetenschap, zeggen onderzoekers dat precisielandbouw en realtime-modellen de sleutel zijn tot het voeden van een groeiende wereldbevolking te midden van slinkende hulpbronnen, een gebied waar partnerschappen tussen de VS en Israël de weg wijzen, schrijven de onderzoekers.

Gezien de groeiende wereldwijde vraag naar voedsel en de slinkende natuurlijke hulpbronnen, verandert kunstmatige intelligentie razendsnel de landbouwsector. "We moeten meer voedsel produceren voor meer mensen in een situatie waarin we de hulpbronnen in onze bodem en water hebben uitgeput", aldus prof. Yoram Kapulnik, uitvoerend directeur van BARD, het Amerikaans-Israëlische Binationale Fonds voor Landbouwonderzoek en -ontwikkeling. "AI is geëvolueerd van een experimenteel instrument naar een essentieel, geïntegreerd systeem."

Die verschuiving, merkte hij op, begon vlak voor de COVID-19-pandemie. Naarmate de urgentie van klimaatverandering en voedselonzekerheid toenam, omarmde de landbouwsector AI als een oplossing om de efficiëntie te verhogen en de opbrengst te maximaliseren zonder het land uit te putten.

De kern van de transformatie is wat bekend staat als precisielandbouw: het gebruik van AI om landbouwbeslissingen te nemen op basis van hoge-resolutiegegevens van satellietbeelden, bodemsensoren en weersvoorspellingen. In plaats van water of meststoffen gelijkmatig over een veld te verdelen, kunnen boeren hun acties nu afstemmen op basis van realtime inzichten, wat zowel de opbrengst als de duurzaamheid verbetert.

"We hebben veel gegevens en die moeten we verzamelen om te bepalen wanneer we moeten planten, hoeveel we moeten irrigeren en wanneer we moeten oogsten", legt prof. Kapulnik uit. "Boerderijen die AI-technologie gebruiken, verminderen hun waterverbruik en verhogen hun opbrengst meestal tot wel 30 procent. Dit is een enorme stap voorwaarts zonder ook maar iets te veranderen, maar dan moet het wel nauwkeurig en correct gebeuren."

Foto van BARD

In de Verenigde Staten, momenteel koploper op het gebied van AI-adaptatie voor de landbouw, helpen geautomatiseerde systemen al bij het oplossen van het tekort aan arbeidskrachten door autonome voertuigen door de velden te laten rijden. AI stelt machines ook in staat om onderscheid te maken tussen gewassen en onkruid met behulp van computer vision en deep learning, waardoor de behoefte aan herbiciden afneemt en de milieueffecten verbeteren.

Naarmate de AI-revolutie groeit, speelt BARD een cruciale rol in de ondersteuning van de volgende generatie landbouwtechnologie. De organisatie financiert innovatieve onderzoekssamenwerkingen tussen Amerikaanse en Israëlische wetenschappers. In de loop der jaren hebben deze samenwerkingsverbanden systemen ontwikkeld om plagen, ziekteverwekkers en de bodemvoeding te monitoren – essentiële hulpmiddelen voor boeren, hoewel niet altijd even gemakkelijk te gebruiken zonder deskundige interpretatie.

Nu dicht AI die kloof door data om te zetten in beslissingen. Wat ooit een statische momentopname was – het in kaart brengen van problemen en variabelen – is uitgegroeid tot een dynamisch systeem dat verschillende scenario's in realtime kan simuleren. Een van de meest veelbelovende ontwikkelingen op dit gebied is het concept van 'digitale tweelingen'.

"Een digitale tweeling is als een virtuele replica van een fysiek systeem, zoals een plant, zoals een veld", aldus Kapulnik. "In plaats van naar een kaart te kijken, ziet de boer een live, bewegend model van zijn veld, continu bijgewerkt met realtime data."

Hij vergelijkt het met de verschuiving van papieren wegenkaarten naar gps-navigatie-apps zoals Waze. "Met digitale tweelingen kunnen boeren zich afvragen 'wat als' – wat als ik morgen minder irrigeer of de samenstelling van de meststoffen verander? Ze kunnen die keuzes simuleren en de resultaten voorspellen voordat ze actie ondernemen."

BARD lanceerde onlangs een workshop over digitale tweelingen om deze innovatie rechtstreeks naar boeren en leiders in de industrie te brengen. Grote techbedrijven, waaronder Nvidia, zijn hierbij betrokken. "AI vormt nu de basis", aldus Kapulnik. "Maar deze volgende stap – voortbouwend op die basis met realtime modellering – gaat de toekomst van de landbouw bepalen."

Met zijn concentratie van startups en geavanceerde IT-infrastructuur is Israël klaar om die toekomst te leiden. "We hebben het talent, de innovatie en de urgentie", aldus Kapulnik. "En we zijn klaar om op een zinvolle manier bij te dragen aan de volgende stap van de AI-revolutie in de landbouw."