Auf dem Rübenacker rollt der Unkraut hackende Roboter

Landwirt*innen müssen für ertragreiche Ernten und gesunde Nutztiere laufend Entscheidungen treffen. Dazu zählt etwa der ideale Ausbringungszeitpunkt von Dünger oder die optimale Futterration. Je mehr Daten über die Pflanzen- und Tierbestände verfügbar sind, umso bessere Entscheidungen können gefällt werden. Künstliche Intelligenz (KI) kann dabei helfen, große Datenmengen zu verarbeiten und optimale Entscheidungen vorzuschlagen. 

Das  europäische Projekt AgrifoodTEF, an dem 8 Länder beteiligt sind, befasst sich mit KI-basierten Innovationen für die Landwirtschaft. Die heimischen Partner sind Josephinum Research, die FH Wiener Neustadt und Raumberg-Gumpenstein Research & Development. Nationaler Fördergeber ist die  Österreichische Forschungsförderungsgesellschaft (FFG). Ziel des Projekts ist es, Unternehmen und Start-ups bei der Entwicklung von KI- und Robotiklösungen zu unterstützen.  

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Testen von Robotern

„Wir bieten den Firmen an, uns ihren Roboter zu einem frühen Zeitpunkt anzuschauen und unter realen Praxisbedingungen Versuche durchzuführen“, sagt Markus Gansberger, Leiter des Studiengangs Agrartechnologie und Digital Farming an der FH Wiener Neustadt, der futurezone. Ein Beispiel ist der KI-gestützte Hackroboter Farming GT, der Unkraut jätet.

„Gemüse, Gewürze oder andere Kulturen im Biolandbau werden meist in Reihen angebaut. Entlang dieser Reihen lässt sich das Unkraut mechanisch gut heraushacken, aber dazwischen erfolgt dies meist händisch, wenn keine Pflanzenschutzmittel angewendet werden“, sagt er.

Derzeit versuche man daher über KI-Lösungen, diese Pflanzen zu erkennen und das zu jäten, was Landwirt*innen nicht am Feld haben wollen. Wichtig sei, dass ein solcher Feldroboter präzise navigieren und autonom übers Feld fahren kann. „Er muss wissen, wo er gerade unterwegs ist, Hindernisse und Feldgrenzen erkennen und im Bedarfsfall frühzeitig stoppen. Insofern werden die Sicherheitsaspekte und Rahmenbedingungen stets mitgedacht.“

Daten verarbeiten

Daneben soll Firmen Datenservices angeboten werden. „KI-Anwendungen beruhen auf großen Datenmengen. Je besser die Datenverarbeitung, umso besser die Performance. Damit ein System etwa Zuckerrüben mit hoher Wahrscheinlichkeit richtig detektiert, muss es trainiert werden“, so der Fachmann. Farming GT etwa arbeitet mit einer Datenbasis von rund 18 Millionen Bildern. 

Auf Basis dessen wurden Algorithmen entwickelt, wodurch er Zuckerrüben in unterschiedlichsten Facetten erkennen kann. Langfristig ziele man laut Gansberger darauf ab, alle Pflanzenarten maschinell zu identifizieren. „So können sich mehrere unterschiedliche Anwendungsfälle ergeben. Wenn es um chemischen Pflanzenschutz geht, können so einzelne Pflanzen ganz gezielt behandelt werden.“

Algorithmen validieren

Ein weiterer Service ist das Validieren von Algorithmen, etwa zur Ertragsschätzung. „Wenn ich weiß, wie der Ertrag ausfällt, kann ich bei der Düngung frühzeitig reagieren und die richtige Menge Dünger einsetzen. Ziel ist es, dass die Nährstoffe zu 100 Prozent bei der Pflanze ankommen und sie nicht über- oder unterversorgt ist“, so Gansberger. Er und sein Team valideren, wie gut das jeweilige System den richtigen Ertrag geschätzt hat, und unterstützen gegebenenfalls in der Weiterentwicklung. Die Effizienz im Düngereinsatz könne so verbessert werden.

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AgrifoodTEF sei dem Fachmann zufolge eine gute Chance für Österreich, in einem europäischen Netzwerk mitzuarbeiten. „Was Österreich interessant macht, ist, dass wir kleiner strukturiert sind und unsere Felder nicht alle flach, sondern auch hügelig sind. Wir bieten andere Anforderungen an Roboter, als dass sie nur auf ebener Fläche arbeiten.“ Österreich habe zudem unterschiedliche Klimaräume, wodurch die heimische Landwirtschaft sehr divers ist und auch eine Vorreiterrolle im Sonderkulturenanbau, im Biolandbau oder im Obst- und Gemüseanbau einnimmt. 

Generell werden sich derartige technische Lösungen laut Gansberger in Österreich  dort durchsetzen, wo viel Handarbeit benötigt wird. Nicht nur entlasten sie bei der Verrichtung von herausfordernden Tätigkeiten am Feld und im Stall,  auch tragen sie zu einer nachhaltigen Landwirtschaft bei.

In den kommenden 5 Jahren soll ein ausgereiftes Service-Angebot für Start-ups und Firmen entstehen. „Wichtig ist auch, Kompetenzen in Österreich aufzubauen und Infrastruktur zu etablieren.“   

Diese Serie erscheint in redaktioneller Unabhängigkeit mit finanzieller Unterstützung der Forschungsförderungsgesellschaft (FFG).