Autonome kassen, virtuele boerderijen en digitale tomaten: Wageningen University & Research heeft de afgelopen jaren volop geïnvesteerd in Digital Twins. Daarnaast zijn thema’s als Artificial Intelligence (AI) en Data Science een vast onderdeel geworden van Wagenings onderwijs en onderzoek. Op 13 en 14 december is er volop aandacht voor de wereld van datawetenschappen tijdens de conferentie Digital Twins @WUR.
Sinds 2019 investeert WUR volop in data science. In 2020 werden er drie extra hoogleraren, zes deeltijd-experts en een onderzoekcoördinator aangetrokken voor onderzoek naar data science en AI. Bovendien zijn data science en AI niet meer weg te denken uit het Wageningse onderwijs. Studenten van verschillende opleidingen kunnen meer dan 20 vakken volgen over onder meer machine learning, big data en programmeren. Onder studenten is er veel vraag naar deze onderwerpen.
Allerlei toepassingen van data science kunnen helpen om efficiëntere, gezondere en duurzamere keuzes te maken. ‘AI-modellen kunnen data gebruiken om te leren hoe gewassen groeien. Daarmee kunnen we het stikstofgebruik in de landbouw verminderen’, illustreert Ioannis Athanasiadis, een van de nieuwe data science-hoogleraren. WUR gebruikt kunstmatige intelligentie ook in de veehouderij om dierenwelzijn te monitoren, en in levensmiddelenketens om voedselverspilling te verminderen. ‘WUR speelt een belangrijke rol op deze terreinen, omdat wij zowel de AI- als de domeinexpertise hebben’, aldus Athanasiadis.
Digitale tweelingen
Ook op het gebied van Digital Twins heeft WUR grote stappen gezet. Digitale tweelingen zijn virtuele versies van organismen zoals cellen, planten en mensen, en van objecten zoals voedselketens. Ze kunnen worden gebruikt om de realiteit te analyseren, maar ook om de toekomst van de betreffende objecten te voorspellen. In januari 2020 startte WUR met drie flagship-projecten die digital twins ontwikkelden van een tomaat die groeit in een kas, de stikstofstromen op een boerenbedrijf en van de stofwisseling van consumenten op basis van hun dieet.
Hoogleraar bioinformatica Dick de Ridder legt uit waarom digitale koeien en tomaten zo waardevol kunnen zijn: ‘Digital Twins zijn oorspronkelijk ontwikkeld in de technische wetenschappen, als digitale kopieën van bijvoorbeeld vliegtuigen en gebouwen. Daarbij gaat het om modellen die live worden gevoed door data en daardoor een stuk verder gaan dan generieke modellen. Digital Twins van levende systemen zijn tot nu toe nog nauwelijks ontwikkeld. In de onderzoeksdomeinen van WUR kunnen die heel belangrijk zijn, want ze helpen ons om betere voorspellingen te doen.’ We gaan hier de komende tijd dus nog veel over horen, zegt De Ridder: ‘Het thema neemt nationaal en internationaal een grote vlucht.’
Bij WUR zijn Digital Twins, en datawetenschappen in bredere zin, ondertussen gemeengoed geworden. Wageningse wetenschappers hebben veel geleerd van het ontwikkelen van de drie flagship-projecten, onder meer over het combineren van modellen en de sociaal-economische aspecten ervan. De Ridder: ‘Er zijn al plannen voor vervolgprojecten, en onderzoekers van WUR hebben projecten opgestart om Digital Twins te gaan ontwikkelen op andere gebieden. Het zaadje is geplant.’