Image-based AI detects features in tomato plants

De gelaagde inzet van AI in plantonderzoek NPEC

7 december 2023

NPEC, of het Netherlands Plant Eco-phenotyping Centre, is een baken van innovatie in plantkundig onderzoek. NPEC richt zich op het genereren van waardevolle inzichten door middel van data-gedreven experimenten. Het maakt gebruik van geavanceerde technologieën om de uitdagingen in de land- en tuinbouw aan te pakken. We spreken Rick van de Zedde over de ingewikkelde lagen van AI-implementatie in het plantonderzoek binnen NPEC.

“Stel je zo’n matroesjka-pop voor. Je tilt het dekseltje van een van die poppetjes op en er is een hele nieuwe laag binnenin te ontdekken. En dat gaat maar door,” zegt Van de Zedde, Chief Technology Officer NPEC en expert op het gebied van Machine Learning en AI voor het programma Vision + Robotics bij Wageningen University & Research (WUR). “We begonnen met het genereren van een enorme hoeveelheid data via onze experimenten. Onze aanname was namelijk dat als we veel data genereerden, mensen daar blij mee zouden zijn. Dat meer gegevens gelijk stond aan meer waarde. Maar we leerden al snel dat onderzoekers geïnteresseerd zijn in antwoorden, niet in ruwe data.”

Image-based AI herkent kenmerken tomatenplanten

Al die ruwe data kan in een tweede laag omgezet worden in informatie met behulp van image-based AI. Van de Zedde legt uit: “We gebruiken AI om data verder te ontleden. In onze kasexperimenten met tomatengewassen bijvoorbeeld, kunnen we aspecten als bladoppervlak of de architecturale kenmerken van een plant nauwkeurig meten. We leren de AI om verschillende componenten te herkennen – bladeren, stengels, potten en stokken – waardoor je een brei van data ombouwt in georganiseerde en inzichtelijke informatie.”
De derde laag is zorgen dat experts voldoende AI kennis krijgen, zoals in het Vision + Robotics programma van WUR. Deze experts spelen een essentiële rol bij het vertalen van data naar betekenisvolle inzichten. AI helpt bij het identificeren en categoriseren van elementen in beelden, waardoor onderzoekers gerichte en relevante informatie krijgen.

Van de Zedde erkent de uitdaging van de afhankelijkheid van specifieke AI-experts en onthult de vierde laag. “Om dit te overwinnen, hebben we geïnvesteerd in trainingsinitiatieven. Ons doel is om deze expertise te delen, zodat een brede groep onderzoekers en R&D medewerkers bij bedrijven over de relevante AI-vaardigheden gaan beschikken. Zo zijn we minder afhankelijk van één super-expert en vergroten we onze collectieve impact.”

Gebruiksvriendelijke tooling voor AI in plantonderzoek

Wat is de volgende laag in de AI matroesjka-pop van NPEC? Vooruitkijkend ziet Van de Zedde de vijfde laag als een uitgebreid framework. “We werken aan een gebruiksvriendelijk systeem waarbij computers naadloze gegevensoverdracht faciliteren en gebruikers eenvoudig AI-modellen kunnen trainen. Het doel is om AI toegankelijk te maken voor een breder onderzoekspubliek. Gebruikers moeten waardevolle inzichten kunnen afleiden zonder diepgaande technische AI-expertise, waarbij juist gebruik wordt ondersteund door de ontwikkelde tools.”

Eigenlijk zorgt de gelaagde aanpak bij NPEC ervoor dat AI een integraal onderdeel wordt van het onderzoeksproces, een framework waarop toekomstige onderzoekers kunnen voortbouwen. Door van ruwe data naar betekenisvolle inzichten te gaan, is de reis van NPEC er een van inclusiviteit en duurzaamheid op het gebied van high-tech innovatie binnen life sciences.

Over NPEC
NPEC bevindt zich in de voorhoede van plantkundig onderzoek en maakt gebruik van ultramoderne faciliteiten om experimenten uit te voeren in zowel gecontroleerde omgevingen zoals kassen en klimaatcellen, als op open velden met o.a. drones. Het primaire doel van het centrum is onderzoek op hoog niveau van zinvolle data en inzichten voorzien. Die inzichten dragen vervolgens bij aan de vooruitgang en versnelling van plantkundig onderzoek, waarvan niet alleen Wageningse onderzoekers maar ook de bredere wetenschappelijke gemeenschap profiteert. Lees meer: https://www.npec.nl/

Foto header: Guy Ackermans

Rick van de Zedde

Senior onderzoeker Phenomics & Automation

Categories: TuinbouwTags: , ,

Neem contact op met drs. HJ (Rick) van de Zedde