Nachhaltige Landwirtschaft dank KI

Immer mehr Menschen legen erhöhten Wert auf eine gesunde Ernährung und hinterfragen die Herkunft ihrer Lebensmittel. Dies macht es Erzeugern von Lebensmitteln – insbesondere der Landwirtschaft – nicht einfacher. Eine wesentliche Herausforderung von Landwirten ist es, Pflanzen vor Schädlingen und Krankheiten zu schützen. Dabei sollen möglichst wenige oder gar keine Pestizide eingesetzt werden, die der Umwelt und unserer Gesundheit schaden könnten.

Genau hier können moderne Technologien unterstützen. Skaylink ist Teil der europäischen Initiative AI-SPRINT. Diese Initiative hat das Ziel, auf Künstlicher Intelligenz (KI) basierende, innovative Lösungen für eine intelligente und nachhaltige Landwirtschaft zu entwickeln und implementieren. Im Rahmen dieses Projekts arbeiten wir mit dem Landmaschinenhersteller Gregoire zusammen, einem führenden Hersteller von Sprühgeräten für den Weinbau.

Intelligente Spritztechnik zur Reduzierung des Einsatzes von Pestiziden

In diesem Kontext haben wir uns die Frage gestellt, wie man die Menge an versprühten Pestiziden reduzieren könnte. In einer idealen Welt müsste das so aussehen: Das Sprühfahrzeug analysiert jede Pflanze vom Stängel bis zu den Blättern und bemisst genau die passende Sprühmenge. Diese Sprühmenge wird dann punktgenau auf der Pflanze platziert. Was auf herkömmlichem Wege unmöglich erscheint, wollen wir mit modernen Technologien lösen. Daher arbeiteten wir an der Verbesserung der Sprühgeräte von Gregoire: Sie sollten „intelligente Augen“ erhalten.

Der Einsatz von Computer Vision ermöglicht es Maschinen, Bilder zu sehen und zu verstehen. Auf dieser Basis haben wir ein System entwickelt, das die von einer Kamera an der Vorderseite des Sprühfahrzeugs aufgenommenen Bilder in Echtzeit verarbeitet. Das System verwendet hochentwickelte Algorithmen, um die Blattdichte jeder Pflanze zu erkennen und die optimale Pestizidmenge für jede Pflanze zu berechnen. Ein Steuergerät stellt die Sprühdüsen entsprechend den Anweisungen des Computers ein. Anschließend sendet das System Signale an das Steuergerät, das den Durchfluss und den Druck der Pestizidlösung durch die Düsen regelt. Auf diese Weise können wir sicherstellen, dass jede Pflanze nur die nötigsten Pestizide erhält, um sie vor Schädlingen und Krankheiten zu schützen.

Dieses System hat viele Vorteile:

• Erstens verringert es die Umweltauswirkungen des Pestizideinsatzes durch die Minimierung von Abfällen und Abwässern.
• Zweitens verbessert es die Qualität und Sicherheit unserer Lebensmittel, indem Pestizidrückstände in Lebensmitteln verringert werden.
• Drittens spart es den Landwirten Zeit und Geld, indem ihre Ressourcen optimiert und ihre Produktivität gesteigert werden.
• Viertens verbessert es das Wohlbefinden und die Gesundheit der Landwirte, da sie weniger schädlichen Chemikalien und körperlicher Ermüdung ausgesetzt sind.

Aktuell führen wir gerade die ersten Tests des Systems in Weinbergen durch. Wir sind davon überzeugt, dass unser System nicht nur im Weinbau, sondern auch für andere Formen der Landwirtschaft wie Obst, Beeren und Gemüse einen Unterschied machen kann.

Optimierte Pflanzengesundheit durch Echtzeitdaten und präzise Analyse

Aktueller Stand: Wenn der Traktor zu Beginn der Sprühsaison vom Feld zurückkehrt, optimiert das System die auf die Pflanzen gesprühte Pestizidmenge in Echtzeit und reduziert die Umweltverschmutzung erheblich. Aber das ist noch nicht alles: Das System zeichnet auch Daten in Form von Bildern auf, die wir später für die Erkennung von Krankheiten und zur Ernteschätzung verwenden werden, sowie genaue GPS- und Positionsdaten in Form von ROS Bags. Da die Erkennung von Krankheiten und die Schätzung der Ernte mehr Rechenleistung erfordern, als unser Traktor zur Verfügung stellt, werden die gesammelten Daten automatisch an unsere Data Preprocessing Layer in der Scheune übertragen, sobald der Traktor sein Tageswerk verrichtet hat und eine stabile WIFI-Verbindung in der Scheune erreicht. 

Die Daten werden dann entpackt und an die verschiedenen Pipelines gesendet, die die verschiedenen Arten von Krankheiten erkennen und sie den extrahierten GPS-Daten zuordnen, um einen genauen Überblick über den Gesundheitszustand des Weinbergs zu erhalten. Auf Grundlage dieser Informationen kann entschieden werden, welche Flächen in welchem Umfang behandelt werden müssen, um einerseits den Pflanzen zu helfen und andererseits ihrer Umgebung und uns Menschen nicht zu schaden. 

Wenn Sie mit uns über den Einsatz von Künstlicher Intelligenz sprechen wollen, kontaktieren Sie uns gern.