Digitale Inventur von Plantagen hebt Potentiale in der Landwirtschaft
Rund eine Million Menschen erzeugen in 270.000 landwirtschaftlichen Betrieben Waren im Wert von 59 Milliarden Euro im Jahr. Der Einsatz Künstlicher Intelligenz (KI) ist nicht nur in der Industrie, sondern auch in der Landwirtschaft weit verbreitet. Mit autonom fahrenden Robotern können Landwirte eine digitale Inventur ihrer Plantagen vornehmen.
Mit dem Start der Apfelblüte schickt der Obsthof Stockinger, ein Spezialist für Premium-Fruchtsäfte aus Rheinland-Pfalz, erstmalig kleine Fahrzeuge über seine Felder und Plantagen. Es gilt, die regelmäßige Bonitur der Pflanzen und Bäume durchzuführen. Das ist eine für Landwirtschaftsbetriebe vorgeschriebene Bestandsaufnahme der Pflanzen und Bäume. Hier fallen zahlreiche Daten über Anzahl, Größe und Reifegrad.
Das Forschungsprojekt NaLamKI hat eine Plattform entwickelt, mit der diese Daten gesammelt, analysiert und mit Hilfe von KI ausgewertet werden können. Damit ist KI auch in der Landwirtschaft von großem Nutzen. Denn im Acker- und Obstbau müssen Landwirtinnen und Landwirte ständig Entscheidungen fällen, die großen Einfluss auf den Ertrag ihrer Kulturen haben. Das gilt zum Beispiel für die Bemessung und den Ausbringungszeitpunkt von Dünger oder für Pflanzenschutzmaßnahmen. Je mehr Daten ein Landwirtschaftsbetrieb über seine Pflanzen- oder Tierbestände hat, desto besser können solche Entscheidungen gefällt werden. So können KI-Module in der Landwirtschaft dazu beitragen, die Erzeugung von Lebensmitteln wirtschaftlicher, nachhaltiger und auch klimaschonender zu gestalten.
NaLamKI erforscht Inspektion von Obstplantagen
Im Forschungsprojekt NaLamKI werden seit rund drei Jahren KI-Dienste für die Anwendung in der Landwirtschaft entwickelt. Das Projekt demonstriert nun erstmals den Einsatz von KI in Landmaschinen zur Einsparung von Saatgut, zur Reduzierung der Pestizid- und Stickstoffbelastung und der Früherkennung von Pflanzeninfektionen. Obstbauer in der Pfalz aber auch in ganz Deutschland können nun auf einer fundierten Datenbasis kritische Entscheidungen besser treffen, um den Ertrag zu steigern und gezielter bzw. weniger Pflanzenschutz- und Düngemittel einzusetzen.
Eine digitale Karte der Nutzfläche mit allen Informationen zu Anzahl, Reifegrad oder Position der Früchte würde Landwirte in ihrer täglichen Arbeit wesentlich unterstützen. Die fachgerechte, qualitative Beurteilung landwirtschaftlicher Betrachtungsobjekte, wird auch Bonitur genannt. Das umfasst z. B. das Messen von Blattlängen oder das Zählen von auf der Pflanze lebenden Insekten. Diese “digitale Inventur” ermöglicht die Festlegung von Schutz- und Pflegemaßnahmen, beispielsweise den Einsatz von Dünger.
Autonome Roboter erfassen Pflanzenmerkmale
Um die relevanten Daten zu erfassen, wird ein autonomes Fahrzeug mit Kameras, 3D-Scan, Sensoren und GPS ausgestattet. Das Fahrzeug in Form eines selbstfahrenden, kleinen Roboters kann zur Erfassung der Pflanzenmerkmale autonom durch Obstbaumreihen navigieren. Es erfasst bodennahe Informationen selbstständig und seine Daten können mit Satellitendaten ergänzt werden. Bei der Auswertung dieser Daten werden KI-basierte Algorithmen eingesetzt. Dadurch können geometrische Informationen oder auch Hindernisse erkannt werden. Das so gewonnene digitale Abbild der Plantage soll u.a. Anzahl und Position der Blüten oder Früchte pro Baum sowie Verletzungen, Schädlingsbefall und Krankheiten erkennen und Landwirten Handlungsempfehlungen liefern. Neben der großen Nachfrage der Apfelbauer haben auch schon die Weinbauer Interesse an der KI-Lösung angemeldet.
Im Zuge steigender Kosten für Energie, Dünge- und Futtermittel zeigt das Forschungsprojekt neue Wege für Landwirte auf, wie KI-Lösungen für mehr Nachhaltigkeit und höherer Wirtschaftlichkeit führen können. Damit noch viele weitere Landwirte von den Erfahrungen profitieren können, schafft NaLamKI die Voraussetzungen für einen Agricultural-Data-Space, in welchem Datensätze und KI-Methoden verwaltet und über offene Schnittstellen für Drittnutzer zugänglich gemacht werden.
Weitere Informationen zum Projekt erhalten Sie hier.
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