Züchter müssen Nutzpflanzen ständig den Klimaveränderungen anpassen. Sie müssen resistenter gegen Trockenheit und Schädlinge werden, die bisher in unseren Breiten noch nicht aufgetreten sind. Auf großen Feldern wachsen die Testpflanzen, Getreide etwa oder Gemüse. Um diejenigen, die den Anforderungen genügen, herauszupicken, muss man unzählige Daten ermitteln, und das alle paar Tage, zumindest aber Wochen.


Philipp Lottes (links) und Prof. Dr. Cyrill Stachniss von der Universität Bonn mit einer Drohne, die Pflanzenbestände aus der Vogelperspektive aufnimmt.
Foto: Barbara Frommann/Uni Bonn

Selbstlernende Software wertet Bilder aus

Künftig geht es weitaus einfacher und damit schneller. Der Züchter muss sich nicht einmal mehr selbst zu seinen Pflanzen bemühen. Er startet eine Drohne, an der eine hochauflösende Kamera befestigt ist. Diese fliegt in einer Höhe von zehn Metern oder mehr mäandernd über den Acker und schießt unzählige Bilder. Diese Daten werden in einen Computer eingespeist, der mit einer Software ausgestattet ist, die auf künstlicher Intelligenz (KI) basiert und lernfähig ist. Vollautomatisch wertet sie die Bilder aus und markiert die Pflanzen, Ähren beispielsweise, je nach Güte farbig. Der Züchter kann sofort die guten von den weniger guten unterscheiden.

Das KI-Beurteilungssystem haben Forscher der Universität entwickelt. Um es auf den Markt zu bringen gründeten sie kurzerhand das Unternehmen Pheno-Inspect. Pheno lehnt sich an an Phänotypisierung (englisch phenotype), die Beurteilung des Erscheinungsbilds einer Pflanze. Das Unternehmen erhält im Rahmen des Programms „START-UP-Hochschul-Ausgründungen“ rund 270.000 Euro, um die Marktreife zu erlangen.


Wachsende Weltbevölkerung braucht ertragreichere Sorten

„Aufgrund der wachsenden Weltbevölkerung müssen in der Landwirtschaft bei gleichbleibender Fläche zukünftig noch höhere Erträge erzeugt werden“, sagt Philipp Lottes, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Geodäsie und Geoinformation der Universität Bonn und Gründer von Pheno-Inspect. „Der derzeitige Flaschenhals in der Entwicklung neuer und besserer Sorten ist die Phänotypisierung auf dem Feld.“

Zuvor schon hatte Lottes ein Verfahren zur Auswertung von Bildern entwickelt, die Drohnen aufgenommen hatten. Eine Software ermittelte so die Zahl der Kulturpflanzen, die Verteilung verschiedener Unkräuter sowie den Befall mit Schädlingen und Krankheiten. „Es handelt sich dabei um selbstlernende, maschinelle Verfahren, die sich nach den Vorgaben der Nutzer selbst optimieren“, so Lottes. In einer „Trainingsphase“ lernt die Software anhand zahlreicher Fotos, wie etwa Getreideähren, Trockenstress-Symptome oder Unkräuter aussehen. Genau so ist es bei der Phänotypisierung von Pflanzen.

via Uni Bonn

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