Een specifieke vorm van landbouw is vertical farming, waar kleine gewassen worden gekweekt in kleine ruimtes in lagen boven elkaar. Deze vorm van landbouw leent zich bij uitstek voor gebruik van robots. De Nederlandse start-up Growy is daar ondertussen heel ver mee: ‘Geen mens raakt de plant meer aan.’
De lat ligt hoog voor Growy. “Wij denken dat we een goede kans maken op succes in de sector vertical farming omdat we alles volledig robotiseren”, zegt Jochem Meuwese, Head of Software bij Growy Amsterdam “De operationele kosten voor vertical farming bestaan voor een deel uit stroom, maar de kosten voor mensen die er werken maken het grootste deel uit van de kosten. Dat neem je weg door gebruik te maken van robots.”
Growy wil alle stappen van het groeiproces door robots laten begeleiden. Dit bestaat onder meer uit prepareren van de goten waar de plantjes groeien, zaaien, een aantal keren verplaatsen tijdens het groeiproces van twintig dagen, water geven op basis van het gewicht van de plantjes, en het eruit halen van de plantjes. Meuwese: “In die tijd raakt geen mens de plant aan.”
Kwaliteit
Growy is de testfase ondertussen voorbij, en staat op het punt op een aantal locaties daadwerkelijk te gaan bouwen. Dat worden naar alle waarschijnlijkheid Hagerstown en Singapore. Nederland zelf is een lastige markt voor deze oplossing, omdat de prijs voor sla hier heel laag is. In dat geval loont de investering in automatisering niet. Growy verkoopt overigens de producten die groeien op de eigen locatie in Amsterdam vanwege de hoge kwaliteit wel aan Nederlandse restaurants onder het label Chef’s Farm.
Het idee voor Growy is afkomstig van Ard van de Kreeke, zelf een boer uit Zeeland die zijn biologische producten al leverde aan sterrenrestaurants. Toen hoorde hij dat er in Amsterdam een vertical farm leeg stond, die ooit als handmatige cel was ontwikkeld door een andere start up. Hij heeft dit opgepakt samen met Bram de Vries van robotbedrijf Bebots, wat heeft geleid tot de oprichting van Growy.
Software
De belangrijkste uitdaging was vervolgens het ontwikkelen van de bijbehorende software om de vertical farm volledig te automatiseren en de robot te leren die farm te bewerken. Want de kwaliteit van de producten was weliswaar goed, maar die werd bereikt zo hoog geworden door handmatig werk. Die vaardigheid moest worden overgedragen op de robots.
“Een groot voordeel van volledig geautomatiseerde cellen is, naast het wegvallen van personeelskosten, dat je geen pesticiden hoeft te gebruiken. De cel is tijdens het groeiproces namelijk volledig afgesloten. We werken ook aan zero waste, om ervoor te zorgen dat er evenveel energie in gaat als er uitkomt. Ook belangrijk is dat we geen afvalwater hebben, de plantjes krijgen van de robot precies zoveel water als ze nodig hebben. Daarom wordt dit proces ook wel precision farming genoemd.”
De berekeningen over de te geven hoeveelheid water, die aan de software worden toegevoegd, worden nu nog door biologen gemaakt. “Het uiteindelijke doel is dat we zoveel informatie hebben in zogenoemde plantprofielen dat we ook geen mensen meer nodig hebben om het optimum te vinden in het geven van water.”
Omdat er in de cellen een voetbalveld aan planten staat waar geen mens bijkomt, is ook het toezicht een tak van de robots. Daarom zijn zij voorzien van camera’s waarmee iedere nacht ieder plantje zes keer wordt gefotografeerd. “Dat moeten onze ogen worden. Met de foto’s willen we op zoek gaan naar anomalieën, zoals droge plekken en plaatsen waar planten minder goed groeien.”
Complex
Dit betekent dat ook alle data die beschikbaar is uit de groeicyclus aan de software moet worden toegevoegd. “Het genereren van die data is niet het meest complex. Maar het verwerken van die data om de robot te automatiseren is dat wel.”
Het belangrijkste knelpunt is op dit moment de overgang tussen hardware en software. “Omdat alle onderdelen custom designed zijn, is er ook custom hardware nodig. De integratie van de software in de verschillende onderdelen van de robot, van sensoren tot motoren, is waar we de meeste tijd aan besteden.”
Cloud
De benodigde software draait volledig in de cloud, in dit geval bij AWS. “Ik had al ervaring met de AWS Cloud bij eerdere IoT-projecten. Voor onze oplossing past hun brede palet aan diensten goed. Er zit wel een steile leercurve voor het gebruik van hun cloud voor ontwikkeling van onze complexe AI, daarvoor moesten we wel investeren in kennis.”
Growy heeft voor de farm twee accounts bij AWS. In het ene account draait de plant manager, die het volledige proces regelt van het daadwerkelijke vertical farming. Het andere account is specifiek bedoeld voor data en analytics, om de plant manager lean en clean te laten blijven. In het data-account komt alle data terecht zoals foto’s en temperatuurgegevens. De twee systemen communiceren wel met elkaar.
Ritme
De autonomie van de cellen, een volledig afgesloten ecosysteem waar geen mens bij betrokken is, maakt interessante innovaties mogelijk. “Op dit moment duurt het ongeveer twintig dagen voor de planten in een kunstmatig dag- en nachtritme volgroeid zijn. Waar we in de toekomst naar kunnen gaan kijken is om de dag en nacht bijvoorbeeld met een uur te verkorten om de cyclus te versnellen.”
Wat is vertical farming?
De vertical farming-oplossing van Growy is een container, ook wel cel genoemd, met een frame waar in opgestapelde lagen en per laag in rijen planten worden gekweekt in goten, waar per laag het klimaat kan worden geregeld. Een robot weegt iedere plant regelmatig , om ervoor te zorgen dat er vervolgens exact de juiste hoeveelheid water kan worden gegeven. In de vertical farm groeien gewassen die maximaal 18 centimeter hoog worden, zoals diverse soorten sla, kruiden als basilicum en koriander en microgreens als radijs en broccoli.
