Tomaten met een hightech-dubbelganger

Stel, je bent tomatenteler en je wilt weten of je minder water kunt verbruiken zonder dat de opbrengst van je gewas daalt. Of je overweegt om je kassen te voorzien van beglazing met betere lichtval, maar je wilt niet het risico lopen dat die investering zinloos blijkt. Dan kún je natuurlijk naar eigen inzicht aan het experimenteren slaan. Maar het scheelt waarschijnlijk veel tijd en geld als je van tevoren al kunt voorspellen welk gevolg een bepaalde beslissing heeft. Precies daarin schuilt de potentie van 'digital twins', een nieuwe computertechniek waar WUR-wetenschappers dit jaar aan bouwen, binnen drie onderzoeksprojecten.

Toegegeven, de term digital twin klinkt vrij abstract. In het kort komt het erop neer dat je een daadwerkelijk bestaand product of systeem - bijvoorbeeld een fiets, maar ook een boerderij en dus zelfs een levende plant - zo precies mogelijk nabootst op de computer, op basis van allerlei data over z'n eigenschappen. Op het scherm zie je dan een 3D-plaatje dat er exact zo uitziet als de echte tweelingbroer en zich precies zo gedraagt.

Vrij experimenteren
In theorie kun je twins maken van vrijwel alle producten en ook van organismen. "Maar in het WUR-domein van living environment komen digital twins nog niet veel voor", zegt Willem Jan Knibbe, coördinator van het investeringsprogramma Digital Twins. "Dat maakte ons nieuwsgierig: hoe zou deze techniek werken in ónze onderzoeksgebieden?"

'Gewone' simulatiemodellen van planten bestaan al jaren. Nieuw aan een digital twin is dat het computermodel direct in verbinding staat met z'n fysieke tweelingbroer - en dus realtime wordt geüpdatet met gegevens. In het geval van een tomatengewas: hoe snel groeit de plant, hoeveel zonlicht vangt-ie? En hoe zit het met het waterverbruik? Knibbe: "Het idee is dat je als boer, beleidsmaker of onderzoeker precies kunt zien hoe het gaat met bijvoorbeeld de vruchtbaarheid van je land of de plantengroei. Daardoor kun je veel vrijer dingen uitproberen, zonder dat je enorme kosten maakt of schade toebrengt aan de omgeving."

Geen gewone kas
Hoe ziet zo'n twin-project eruit in de praktijk? In de splinternieuwe hightech-onderzoekskas van het Netherlands Plant Eco-phenotyping Centre (NPEC) op de Wageningse campus bouwt een team van onderzoekers aan de digitale tweeling van een tomatengewas.

Als je er binnen loopt valt meteen op dat dit geen gewone tuinderskas is. De tomatenplantjes staan keurig in de rij op een blauw railsysteem, allemaal in hun eigen potje. Zijn ze aan de beurt voor een meting, dan schuiven de planten een voor een naar het meetstation aan de zijkant van de kas. Daar worden tientallen eigenschappen van de plant en zijn omgeving gecontroleerd; van de plantarchitectuur en het watergehalte van de vrucht, tot aan de hoeveelheid zonlicht in de kas.

Lees hier verder

Bron: Wageningen U&R