Kurz und Knapp
- Klimatische Veränderungen setzen Kulturpflanzen zunehmend zu. Gefragt sind neue, resistente und ertragreiche Sorten. Doch neue Züchtungen brauchen Zeit.
- Mittels einer Kamera-Drohne und Künstlicher Intelligenz kann das Start-up „Pheno-Inspect“ nun in großem Stil Daten rund um die Pflanzenbestände auswerten.
- Die Software liefert umfassende Karten, welche der Züchtungsparzellen etwa unter Nährstoffmangel leiden oder besonders ertragreich sind.
Wie das Start-up „Pheno-Inspect“ die Pflanzenzucht beschleunigt
Die Kameras der Drohne nehmen beim Flug über das Feld die Pflanzenbestände auf und eine Software wertet mit Methoden der Künstlichen Intelligenz automatisch deren Eigenschaften aus. Die Drohne fliegt bei der Inspektion in Höhen zwischen zehn und 100 Metern über die Pflanzenbestände. Dabei entgeht den Kameras kein Grashalm, denn die Auflösung reicht hinab bis auf wenige Millimeter. „Die Standortbestimmung läuft über ein sehr präzises GPS, wie es Geodäten verwenden“, sagt Philipp Lottes, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Geodäsie und Geoinformation der Universität Bonn.
Lottes ist der Gründer von „Pheno-Inspect“ und befasste sich bereits in seiner Promotion mit maschinellen Lernverfahren für die Pflanzenerkennung. In seiner Dissertation hat er ein Verfahren entwickelt, wie sich mit Drohnen Bilder von Pflanzenbeständen aufnehmen lassen. Eine Software bestimmt aus diesen dann beispielsweise 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.“
In einer „Trainingsphase“ lernt die Software anhand zahlreicher Fotos wie etwa Getreideähren, Trockenstress-Symptome oder Unkräuter aussehen. Mit statistischen Verfahren kann das Analyse-Programm anschließend Bilder automatisiert auswerten und eine flächendeckende Dokumentation in Form von Karten liefern. Diese zeigen, welche der Züchtungsparzellen etwa unter Nährstoffmangel leiden oder besonders ertragreich sind. „Besonders die vollautomatische Auswertung der Daten im großen Stil birgt ein großes Potenzial“, sagt Professor Cyrill Stachniss von der Universität Bonn.
Lottes wird zusammen mit seinem Mentor Stachniss nun durch das Programm „START-UP-Hochschul-Ausgründungen“ des Landes Nordrhein-Westfalen und der Europäischen Union unterstützt. In den kommenden 18 Monaten wird „Pheno-Inspect“ mit rund 270.000 Euro gefördert. „Wir wollen unsere Software weiterentwickeln und an die Bedürfnisse der Nutzer anpassen“, sagt Lottes.
Bislang testen als Entwicklungspartner das Bundessortenamt, das Institut für Zuckerrübenforschung, die Gemeinschaft zur Förderung von Pflanzeninnovationen e.V. und der Landwirtschafts-Campus Klein-Altendorf der Universität Bonn „Pheno-Inspect“. Lottes sucht weitere Teilnehmer: „Wer aus der Praxis Anwendungsvorschläge für unsere automatisierte Hochdurchsatz-Phänotypisierung im Feld hat oder den Automationsgrad in seinem Betrieb vorantreiben möchte, sollte sich bei uns melden.“
26.09.2019
in Kooperation mit dem
