FarmingIOS - Intelligente optische Sensorik zur Früherkennung und Behandlung von Pflanzenkrankheiten

Das BMBF-Förderprojekt „FarmingIOS“ wurde von Photonics BW initiiert und ist ein Beispiel für den Einfluss der Photonik auf viele verschiedene Lebensbereiche und Branchen.

In der modernen digitalisierten Landwirtschaft stellt eine Echtzeiterfassung wichtiger Pflanzenparameter wie Wasser- und Nährstoffversorgung, aber auch der Pathogenbefall eine wichtige Komponente dar. Die präzise, räumliche und zeitliche Erfassung des Wachstumsprozesses und des Befalls von Pflanzenkrankheiten kann in erheblichem Maße zu einer Reduktion des Einsatzes von Düngern und chemischen Pflanzenschutzmitteln beitragen.

Genau hier setzt das Verbundprojekt FarmingIOS an:
Gegenstand dieses Projekts ist die mengenmäßige Optimierung und die bedarfsgenaue Lokalisierung der Abgabe von Pflanzenschutz- und Düngemitteln durch eine Landmaschine, der sogenannten Feldspritze. Hierzu sollen wichtige Pflanzenparameter zur Beurteilung des Zustands optisch von einer Hyperspektralkamera erfasst werden, die an einen autonomen Multikopter (d.h. eine Drohne) montiert wird. Während des Abfliegens eines Schlags (z.B. eines Feldes oder eines Weinbergs) durch dieses Fluggerät soll eine digitale Befallskarte erzeugt werden, die wiederum als Basis für Handlungsempfehlungen zur zielgerichteten Steuerung des Ausbringens von Pflanzenschutzmitteln durch eine Feldspritze dient.

Ziel des Projekts ist die Untersuchung und die Demonstration der Machbarkeit des optischen Sensorsystems sowie die Darstellung und der Test der gesamten Prozesskette von der Vermessung des Schlags bis zur Ausbringung der Pflanzenschutzmittel für eine Flächenkultur und eine Sonderkultur.

Mit den Projektpartnern InMach Intelligente Maschinen GmbH, LuxFlux GmbH, Universität Tübingen und Universität Hohenheim kommen Expertise aus den Bereichen Agrarwissenschaft, Software-Entwicklung, Steuerungssystemtechnik und Robotik zusammen. Dadurch dient das Projekt als hervorragendes Beispiel für den Einsatz optischer Technologien als Schlüsseltechnologien in diesen Branchen. Durch diese interdisziplinäre Zusammenarbeit, die Erschließung des neuen Photonik-Anwendungsfeldes in der Landwirtschaft und die Einbeziehung von innovativen Start-ups trägt das Projekt auch wesentlich zur Umsetzung der Clusterstrategie von Photonics BW bei.

Innovationsperspektive:

Das Projekt kann einen wesentlichen Beitrag zum zielgerichteten, effizienten und sparsamen Einsatz von Pflanzenschutzmitteln leisten. Im Ergebnis des Verbundprojekts soll wesentliches Know-how über die Erfassungsmöglichkeiten des Pathogenbefalls in einzelnen Pflanzenkulturen auf der Basis des Photonikeinsatzes geschaffen werden. Dies betrifft insbesondere auch die Verarbeitung der massiv anfallenden Daten und die erfolgreiche Integration aller Disziplinen in den gesamten Prozess von der Datenerfassung bis hin zur automatisierten Ausbringung von Pflanzenschutzmitteln. Nach erfolgreichem Abschluss des Projekts sollen mittel- bis langfristig Assistenzsysteme für Hersteller von Feldspritzen angeboten werden können. Weiterhin gibt es gute Chancen für weitere Produkte, die auf der Basis von Flugrobotern mit Hyperspektralkameras Landmaschinen und andere Systeme steuern. So sollen die Erfahrungen aus diesem Projekt in weitere Anwendungen der Landwirtschaftsrobotik, aber auch in die Entwicklung von Systemen zur Inspektion von Brücken, Hochspannungsleitungen und Windkraftanlagen einfließen.

Fördermaßnahme „KMU-NetC“:

Um neue Marktpotenziale zu erschließen, sind KMU besonders herausgefordert, ihre Prozesse, Produkte und Dienstleistungen und auch ihre Geschäftsmodelle kontinuierlich anzupassen. Solche Innovationsstärke erreichen KMU vor allem im Verbund, zum Beispiel in Netzwerken und Clustern. In der Fördermaßnahme „KMU-NetC“ werden anspruchsvolle Forschungs-, Entwicklungs- und Innovationsverbünde im Rahmen von Netzwerken und Clustern mit maßgeblicher Beteiligung kleiner und mittlerer Unternehmen (KMU) gefördert. Die Kooperationen sind an den Bedarfen der KMU und den Innovationsstrategien oder Technologie-Roadmaps der Netzwerke und Cluster ausgerichtet. „KMU-NetC“ ist Teil des Konzepts „Vorfahrt für den Mittelstand – Das Zehn-Punkte-Programm des BMBF für mehr Innovation in KMU“. Mit diesem in die „neue Hightech-Strategie der Bundesregierung – Innovationen für Deutschland“ eingebetteten Konzept fördert das BMBF neue Ideen, neue Anwendungsmöglichkeiten sowie neue Geschäftsmodelle und setzt sich für eine weite Verbreitung und Nutzung von Forschungsergebnissen und Modelllösungen unter den KMU ein.