Hoe digitalisering kan bijdragen aan minder voedselverspilling

Wereldwijd hebben ongeveer 800 miljoen mensen op deze planeet niet genoeg te eten. En dat terwijl gigantische hoeveelheden voedsel worden weggegooid. Wat kan er aan dit probleem worden gedaan? Digitalisering kan uitkomst bieden.

Neem als voorbeeld de waardeketen van de aardappel. Wat als de versheid van een aardappel automatisch kan worden gemeten en de houdbaarheid kan worden geoptimaliseerd? Wat als je hier ook verschillende prijzen aan kunt koppelen, zodat wanneer het dichterbij de maximale houdbaarheid komt, het product goedkoper wordt?

De wereld van de digitale tweeling

In mijn werk denk ik na over innovatieve manieren om digitale technologie te gebruiken. Een van de grootste ontwikkelingen in de afgelopen jaren is de zogenaamde digitale tweeling. Wat dit betekent is dat op de computer een object of item gemaakt is tot een virtueel model dat exact zo reageert en eruitziet als dat het in de normale wereld doet. Op deze manier kan nu bijvoorbeeld op voorhand al de slijtage van machineonderdelen worden beoordeeld en kunnen de onderdelen worden vervangen voordat ze daadwerkelijke kapotgaan.

Het gaat hier dan niet alleen om machines. We hebben bijvoorbeeld ook een digitale tweeling gemaakt van mensenhuid. De vraag is: kan dezelfde technologie worden toegepast op voedselproductie? Het antwoord is ‘Ja!’ Hiervoor bestaat al een model en de resultaten zijn veelbelovend.

Denken in grote afbeeldingen

We onderzoeken momenteel de versheid en dynamische prijsstelling van voedingsproducten. We verzamelen gegevens over omgevingsfactoren en de tijd die wordt besteed aan boerderijproductie, oogsten en verpakken, sorteren en centrale opslag, verwerking, opslag van voedingsproducten, distributie en tot aan de consument.

Met sensoren meten we de kwaliteit en versheid van het product en berekenen we de houdbaarheid. De sensoren kunnen binnen of buiten de aardappel worden geplaatst. Ze detecteren bijvoorbeeld luchttemperatuur en relatieve vochtigheid, evenals gassen zoals zuurstof, ethyleen en kooldioxide. Deze hoeveelheden worden gecombineerd met verschillende modellen en databases.

Het doel van het onderzoek is om modellen te vinden waarmee de houdbaarheid van aardappelen onder alle omstandigheden kan worden bepaald met een zo klein mogelijk aantal sensoren. Dan kunnen beslissingen in realtime worden genomen en kunnen bijvoorbeeld transportcondities worden gewijzigd zodat de houdbaarheid wordt verbeterd.

Naast het bewaken van versheid en houdbaarheid, kan technologie worden gebruikt om de opname en distributie van producten te verbeteren, wat een voortdurend probleem is, vooral nu e-commerce rondom levensmiddelen groeit. Grote retailers zoals Amazon en Alibaba zijn hier al mee bezig. Amazon heeft een jaarlijkse Amazon-picking-challenge gehouden, waarbij een robothand willekeurige items uit de ene mand probeert te halen en naar een andere te verplaatsen.

Momenteel kan het systeem een willekeurig object in iets meer dan 10 seconden herkennen, en de foutmarge is hierbij iets meer dan 10%. Op dit moment zijn mensen hiermee nog sneller. Zij herkennen een object in minder dan een seconde. De systemen worden echter continu doorontwikkeld waarmee ook de rekenkracht toeneemt.

Op dit moment kan de eenvoudige aardappel met zijn verschillende soorten en vormen nog niet door het systeem worden herkend. Daarvoor heeft hij honderdduizenden, zo niet miljoenen datapunten als leermateriaal nodig.

Betere magazijnoplossingen

Samen met partners uit de academische wereld heeft onze TCS Smart Machine-onderzoeksgroep met succes deelgenomen aan proeven en ook de geleerde lessen in de Scandinavische regio toegepast om verpakkingen te optimaliseren voor transport over lange afstanden in bijvoorbeeld magazijnen. Dit werk wordt vandaag de dag nog steeds door mensen verricht.

Bovendien wordt de arbeidsveiligheid verbeterd als bepaalde taken direct aan machines kunnen worden toegewezen. Momenteel zijn er maximaal gedefinieerde tilbeperkingen op basis van wat een persoon tot schouderhoogte kan heffen; robots gaan hier overheen.

Als we onze technologie blijven door ontwikkelen en vooruit blijven kijken naar wat mogelijk is, kan zoiets simpels als de aardappel een digitale tweeling te geven, een voedselverandering in gang zetten die hopelijk onze kinderen een betere planeet zal geven om op te leven.