“Tsjechië is een wereldwijd toonbeeld voor de microklimaatwetenschap”

De gazondolk, de slimme sensor die in 5.000 tuinen, parken, natuurdomeinen en akkers de hitte en droogte meet, werd ontwikkeld door TOMST. Een klein Tsjechisch bedrijfje, wereldberoemd onder microklimaatwetenschappers en dankzij CurieuzeNeuzen in de Tuin nu ook in Vlaanderen.

De CurieuzeNeuzen-gazondolk is gebaseerd op de bestaande TMS-4 sensor van TOMST. Het grote verschil is dat de CurieuzeNeuzen-gazondolk verbonden is met het Internet of Things via het narrowband 4G-netwerk van Orange. Bij de oude TMS-4 sensor moeten onderzoekers de data zelf handmatig uitlezen met een kabel.

We spraken met Tomas en Lucie Haase, de oprichters. Jonas Lembrechts, expert microklimaat en wetenschappelijk verantwoordelijk voor CurieuzeNeuzen, schoof mee aan tafel.

Hoe kwam TOMST tot stand?

TOMST: TOMST begon zo’n 26 jaar geleden, nadat ik PC Magazine verliet en me toespitste op iButtons. iButtons zijn kleine sensoren die bijvoorbeeld gebruikt worden in badges om deuren te openen. Ons eerste product, de PES, was een kleine sensor die beveiligingsagenten in de gaten houdt of ze hun werk wel juist doen. Deze sensoren moesten enorm robuust zijn, want er was destijds veel misbruik: opzichters vernielden de sensor zodat hun werkgever niet door had dat ze gewoon op hun luie krent zaten.

Net omdat deze sensoren zo onverwoestbaar zijn, kregen de collega’s van mijn vrouw, die werkt voor de Tsjechische Academy of Science, interesse in de toestellen. Ze zochten namelijk een sensor om de temperatuur te meten in natuurgebieden. Vandaar kwam het idee, samen met Jan Wild van het Tsjechisch botanisch instituut, voor de TMS: een onverwoestbare sensor bestand tegen temperatuurschommelingen met thermometers op drie punten.

Dus de reden dat TOMST terecht kwam bij klimaatwetenschap was eigenlijk eerder per ongeluk?

TOMST: Inderdaad, het was eerder een sideproject voor ons. In die tijd, 2008, hadden we een groot project lopen in het Verenigd Koninkrijk met een grote supermarktketen. Dat project was zeer winstgevend maar ook erg stresserend. De bodemsensor was eerder een hobby. Destijds vroegen we aan onze collega’s van de universiteit ook enkel om de kosten voor onderdelen terug te betalen.

Was er ook vanaf het begin commerciële belangstelling voor jullie klimaatsensoren, of toch vooral van non-profit en universiteiten?

TOMST: De meeste van onze klanten zijn universiteiten en wetenschappers. Voor wetenschappers is zo’n sensor die altijd op dezelfde manier meet ideaal. Zo kunnen wetenschappers hun experimenten steeds repliceren. Ook is het voor wetenschappers meestal minder erg als ze enkele maanden moeten wachten tot ze aan hun metingen kunnen.

Commerciële instanties zien dat vaak anders. In Dubai bijvoorbeeld zouden ze zeer geïnteresseerd zijn in sensoren die hen op afstand vertellen dat de bodem droog is en de pas aangeplante palmbomen water nodig hebben. Onze huidige sensoren kunnen daar nog niet aan tegemoet komen.

Dus voor CurieuzeNeuzen jullie contacteerden speelden jullie al met het idee om de bodemsensor draadloos te maken?

TOMST: Klopt! We hebben de mogelijkheden onderzocht, maar we botsten op een belangrijk probleem. Onze TMS sensoren kunnen jaren mee met één batterij en deze sterke troef willen we absoluut behouden. Dit lukt niet met bijvoorbeeld Bluetooth, omdat de bijhorende datatransfer te veel energie vraagt.

Draadloze microklimaatsensoren werden pas recent mogelijk door de ontwikkeling van het  narrowband 4G-netwerk?

TOMST: Narrowband is inderdaad één van de eerste oplossingen om onze sensoren draadloos te connecteren. Het voordeel van 4G is dat dit een bestaand netwerk is, waardoor er overal al zendmasten staan en je nooit te ver data moet versturen. De infrastructuur is er, je hoeft geen nieuw netwerk uit te bouwen.

Narrowband 4G verbruikt erg weinig energie en kan toch meer data verwerken dan bijvoorbeeld SIG Fox, waar we eerder ook aan dachten (SIG Fox is een andere netwerktechnologie voor IoT red). Met narrowband kunnen we garanderen dat één gazondolk gedurende acht jaar lang op één batterijlading iedere dag data kan versturen.

Jullie zijn een relatief klein bedrijf, wat was de eerste reactie toen CurieuzeNeuzen jullie contacteerde met de vraag om 5.000 4G-sensoren te ontwikkelen én te produceren?

TOMST: Het was een zeer intense periode. De TMS verbinden met het Internet of Things had sowieso plaatsgevonden, alleen heeft CurieuzeNeuzen dit enorm versneld. In het begin waren we nogal verstomd, 5.000 gewone TMS-4-sensoren produceren is al een hele uitdaging op zich, laat staan een heel nieuw 4G-model ontwikkelen.

Omdat we door de coronacrisis bezorgd waren over de toekomst van ons bedrijf gingen we de uitdaging toch aan. Ondanks COVID werd het in het algemeen echter een zeer druk jaar.

De chips van onze sensoren worden volledig in Tsjechië gemaakt. Onze partner kan slechts een bepaald aantal per week produceren. We wisten dus dat het een zeer krappe deadline ging worden om alles op tijd klaar te hebben.

Wat was de rol van Orange in het ontwikkelen van de 4G-narrow band gazondolk?

TOMST: Orange voorziet het netwerk waarmee de sensoren in Vlaanderen verbonden zijn. Hun rol was dan ook essentieel. Corona zorgde voor een extra moeilijkheid bij het ontwikkelen van een bodemsensor verbonden met narrowband 4G. We mochten het land niet uit, waardoor we niet zelf konden gaan testen in België. We hopen als de vaccinatiecampagne opschiet snel naar België te kunnen komen om verder te kunnen testen.

Jonas, jij bent wetenschappelijk verantwoordelijk voor CurieuzeNeuzen, wat betekent de ontwikkeling van de bodemsensoren van TOMST volgens jou voor de microklimaatwetenschap?

Jonas Lembrechts: De ontwikkeling van de TMS-4 door TOMST heeft veel betekend voor het volwassen worden van de microklimaatwetenschap als wetenschappelijke discipline. Hiervoor gebruikte iedere onderzoeker een andere sensor. Sinds TOMST de TMS-4 introduceerde aan de wetenschappelijke gemeenschap, is het veel makkelijker om elkaars onderzoek te vergelijken. Door de bewust lage prijs kunnen we ook veel sneller op grotere schaal werken.

Een globaal microklimaatnetwerk, parallel met bestaande weerstation-netwerken, komt steeds dichterbij dankzij de TMS-4. Real time data brengt dit nog naar een hogere versnelling, omdat daardoor ook commerciële spelers interesse hebben. Tsjechië is een wereldwijd toonbeeld voor de microklimaatwetenschap. Tsjechië had als eerste zo’n netwerk dat het hele land dekt. Het zou fantastisch zijn om deze aanpak na Vlaanderen ook elders te kunnen toepassen.

Mede door ons partnerschap met De Standaard krijgt CurieuzeNeuzen in België heel wat persaandacht. Werd dit ook in Tsjechië opgepikt en kregen jullie ook in eigen land erkenning?

TOMST: Totaal niet eigenlijk, ofwel hebben we het niet opgemerkt omdat we zo druk bezig waren (lacht). Omdat we vooral leveren aan universiteiten en wetenschappers hebben we daar ook niet echt nood aan. Wetenschappers publiceren papers over hun onderzoeken met onze sensoren waardoor we ondertussen een zekere bekendheid hebben binnen de wetenschappelijke gemeenschap. Daarvoor kunnen we alleen maar dankbaar zijn.

We krijgen enorm vaak de vraag of de gazondolk met 4G commercieel beschikbaar wordt, hoe zit dat juist?

Jonas Lembrechts: Samen met iFlux (een spin-off van de Universiteit Antwerpen en VITO red.) gaan we na afloop van het onderzoek aan de slag om te bekijken hoe we de gazondolken die overblijven ook commercieel kunnen inzetten. We mikken hierbij in eerste instantie vooral op tuinders, landbouwers en stadsbesturen.

TOMST: We plannen om de 4G-sensor op de markt uit te brengen, het grootste probleem zit hem echter bij het netwerk. Op dit moment bestaat er nog geen roaming specifiek voor narrowband, dat wil zeggen dat we voor elke markt in Europa of elders in de wereld een andere provider moeten zoeken en in de sensoren andere simkaarten inbouwen. We onderzoeken nog hoe we dit probleem kunnen aanpakken. We denken momenteel na over virtuele operators. Het 5G-netwerk wordt stilaan uitgerold, dat schept ook voor ons nieuwe mogelijkheden.

Door het globale chiptekort moeten we momenteel lang wachten op de IoT-modems van onze sensoren. Idealiter brengen we een narrowband-sensor op de markt in de lente van 2022.

Meer informatie over TOMST: tomst.com