Hochleistungssensorik für smarte Pflanzenschutzbehandlung [14.12.22]
Pflanzenschutzmittel effizienter einsetzen ohne die Erträge der landwirtschaftlichen Betriebe zu gefährden: Das ist das Ziel des Verbundprojekts „HoPla“ mit Beteiligung der Universität Hohenheim, das mit Hilfe von Hochleistungssensorik erreicht werden soll. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert das Vorhaben mit insgesamt rund 2,2 Millionen Euro, wovon fast 600.000 Euro die Hohenheimer Forschungsgruppe von Jun.-Prof. Dr. Anthony Stein erhält. „HoPla“ ist damit ein Schwergewicht der Forschung an der Universität Hohenheim.
Um die Versorgung einer wachsenden Weltbevölkerung mit Nahrungsmitteln zu gewährleisten, müssen diese immer effizienter produziert werden. Landwirtschaftliche Betriebe können sich dieser Herausforderung nur stellen, wenn sie die begrenzte Menge an verfügbarem Ackerland möglichst nachhaltig und ressourcenschonend nutzen.
Ein wichtiger Beitrag dazu ist ein effizienterer Einsatz von Pflanzenschutzmitteln, insbesondere gegen ertragsmindernde Unkräuter, ohne dadurch die Erträge zu gefährden oder zu minimieren. Denn beispielsweise werden derzeit Herbizide flächendeckend ausgebracht, obwohl die gezielte Behandlung unerwünschter Pflanzen ihren Einsatz um bis zu 70 Prozent reduzieren könnte.
Im Rahmen des Verbundprojekts „Hochleistungssensorik für smarte Pflanzenschutzbehandlung“ (HoPla), untersucht ein Team aus Forschung und Industrie, wie mit Hilfe optischer Technologien und künstlicher Intelligenz nur dort Herbizide appliziert werden, wo Unkraut steht und auch aus agronomischer Sicht bekämpft werden muss.
Für Reihenkulturen, wie Mais, Zuckerrübe und Sonnenblume, stehen bereits heute intelligente Technologien wie Smart Spraying zur Verfügung: Eine an der Feldspritze angebrachte intelligente Kamera- und Software-Technologie erkennt bei der Feldüberfahrt den Unterschied zwischen Nutzpflanze und Unkraut und appliziert die Herbizide zielgenau.
Im Projekt HoPla wollen die Expert:innen diese Technologie auf Weizen, Gerste und weitere Feingetreidearten ausweiten. Dazu entwickeln sie die optischen Technologien in Kombination mit künstlicher Intelligenz (KI) als ganzheitliche Systemlösung weiter. Ziel des Teilvorhabens der Universität Hohenheim ist dabei die Erforschung, Erprobung und fortlaufende Optimierung der KI-gestützten Bildanalyse, um spezifische Unkräuter bei der Überfahrt mit der Feldspritze noch schneller und effektiver identifizieren zu können als mit heutige Lösungen. Dafür soll zum einen die Geschwindigkeit und Genauigkeit erhöht werden, mit der die Pflanzen erkannt werden, und zum anderen der Lernprozess der KI selbst verbessert werden.
So wird einerseits die Erkennung von Unkräutern in Feingetreidearten wirtschaftlich möglich, andererseits können problematische Unkräuter, die nennenswerte Auswirkungen auf den Ertrag haben, deutlich kostengünstiger identifiziert und behandelt werden. Der Einsatz von Herbiziden könnte bei diesen in Deutschland und Europa besonders weitverbreiteten und wichtigen Kulturen weiter stark optimiert werden.
Das Projekt unter der Leitung der Robert Bosch GmbH wird gefördert vom Deutschen Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen des Programms „Photonik für die digital vernetzte Welt – schnelle optische Kontrolle dynamischer Vorgänge“. Die Entwicklung der Sensorik und KI-Software werden von Bosch und der Universität Hohenheim gemeinsam erforscht und vorangetrieben. Die BASF Digital Farming GmbH ist für die Entwicklung der digitalen agronomischen Entscheidungslogik zuständig. Die Integration des Sensorsystems in eine Feldspritze übernimmt der assoziierte Partner Amazonen-Werke.
Eckdaten des Projekts
- Projekttitel: Hochleistungssensorik für smarte Pflanzenschutzbehandlung – HoPla
- Fördersumme: rund 2,2 Mio. Euro, davon 596.736 Euro für die Universität Hohenheim
- Förderinstitution: 50,1 % durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
- Projektdauer: 1.9.2022 – 31.8.2025
- Projektpartner: Robert Bosch GmbH, Stuttgart (Koordination), BASF Digital Farming GmbH, Köln, Amazonen-Werke H. Dreyer SE & Co. KG, Hasbergen (assoziierter Partner)
Kontakt
Prof. Dr. Anthony Stein, Universität Hohenheim, Fachgebiet Künstliche Intelligenz in der Agrartechnik
+49 (0)711 459 22532, anthony.stein@uni-hohenheim.de
Schwergewichte der Forschung
Als „Schwergewichte der Forschung“ gelten herausragende Forschungsprojekte mit einem finanziellen Volumen von mindestens 350.000 Euro bei den Experimental- bzw. 150.000 Euro bei den Sozial- und Gesellschaftswissenschaften.
