Digitale Landwirtschaft: Künstliche Intelligenz reduziert Pestizideinsatz

MÜNCHEN (IT BOLTWISE) – In der modernen Landwirtschaft spielt die Digitalisierung eine immer größere Rolle. Besonders der Einsatz von Künstlicher Intelligenz (KI) und Robotik verspricht, den Pestizideinsatz erheblich zu reduzieren. Ein aktuelles Forschungsprojekt aus Bayern zeigt, wie Drohnenbilder und autonome Hackroboter zur Bekämpfung von Beikräutern eingesetzt werden können, um den Einsatz von Herbiziden zu minimieren.

Die Landwirtschaft steht vor der Herausforderung, den Einsatz von Pestiziden zu reduzieren, um sowohl ökologische als auch gesundheitliche Bedenken zu adressieren. In Bayern soll der Pestizideinsatz bis 2028 halbiert werden. Hierbei könnte die Digitalisierung eine entscheidende Rolle spielen. Ein Forschungsprojekt in Bayern untersucht, wie Drohnenbilder, KI und Robotik zur Bekämpfung von Beikräutern eingesetzt werden können. Diese Technologien könnten den Einsatz von Herbiziden erheblich reduzieren und gleichzeitig die Effizienz der Landwirtschaft steigern.

Die moderne Landwirtschaft ist bereits stark digitalisiert. Von der Bodenanalyse bis zur Ernteertragsmessung sind Computer und digitale Geräte unverzichtbar geworden. Besonders interessant ist der Einsatz von autonomen Hackrobotern, die Beikräuter erkennen und entfernen können. Doch die Herausforderung besteht darin, dass diese Maschinen genau wissen müssen, welche Pflanzen unerwünscht sind. Hier kommt die Künstliche Intelligenz ins Spiel, die durch Bildverarbeitung und Mustererkennung die Unterscheidung zwischen Nutzpflanzen und Unkraut ermöglicht.

Ein konkretes Beispiel ist die Sorghum-Pflanze, die als Energiepflanze in Biogasanlagen genutzt wird. Sorghum hat den Vorteil, dass es weniger Wasser als Mais benötigt und mit Dürreperioden gut umgehen kann. Allerdings wächst es zu Beginn relativ langsam, was dazu führt, dass es von anderen Pflanzen überwuchert werden kann. Um dies zu verhindern, ohne auf Herbizide zurückzugreifen, setzen Forscher auf Drohnen, die Beikräuter kartieren, und auf Hackroboter, die diese effizient entfernen.

Die Forscher der Hochschule Weihenstephan-Triesdorf und der Technischen Universität München haben in einem mehrjährigen Projekt untersucht, wie Drohnen und KI zur Beikrautbekämpfung eingesetzt werden können. Dabei wurden handelsübliche Drohnen und vortrainierte Machine-Learning-Algorithmen wie UNet und DeepLabv3+ verwendet. Diese Technologien ermöglichen es, Beikräuterherde zu identifizieren und gezielt zu bekämpfen, ohne dass teure Hardware oder umfangreiche Rechenressourcen erforderlich sind.

Ein wesentlicher Aspekt des Projekts ist die praktische Anwendbarkeit der Technologie. Drohnen müssen in der Lage sein, bei unterschiedlichen Wetterbedingungen und Geländeformen präzise Bilder zu liefern. Die Forscher haben herausgefunden, dass bewölkter Himmel und Windstille die besten Bedingungen für Drohnenflüge bieten. Zudem ist es wichtig, dass die Drohnen in der Lage sind, auch kleinste Beikräuter zu erkennen, um im landwirtschaftlich relevanten Stadium eingreifen zu können.

Obwohl die Technologie vielversprechend ist, bleibt Handarbeit in der Forschung notwendig. Die Forscher haben viel Zeit investiert, um Vergleichsdatensätze zu erstellen, mit denen die Qualität der Modelle überprüft werden kann. Dabei hat sich gezeigt, dass die Computer-Vision-Modelle bei der Erkennung von Pflanzen teilweise besser abschneiden als Menschen. Neue Modelle wie Facebooks SegmentAnything bieten zusätzliche Möglichkeiten zur Verbesserung der Erkennung.

Die digitale Landwirtschaft entwickelt sich schnell weiter, und immer mehr Unternehmen entdecken dieses Feld als lukratives Geschäftsfeld. Ob Landwirte die Technik selbst nutzen oder auf Dienstleister zurückgreifen, bleibt abzuwarten. Entscheidend ist, dass die Technologie ökologisch und ökonomisch sinnvoll ist und von den Landwirten akzeptiert wird. Die Forschung ist auf die Zusammenarbeit mit Praktikern angewiesen, um sinnvolle Lösungen zu entwickeln, die in der Praxis bestehen können.

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