OpenFarmingAI
Entwicklung eines Open Source Pflanzenmonitoringsystems mit bildbasierter AI-Sichtkontrolle und AR-/VR-basierter Visualisierung
Motivation
Die heutigen Formen der Landwirtschaft zielen auf eine maximale Produktivität bei gleichzeitig kostengünstiger Produktion. Abseits der Produktionssteigerungen zeigt diese Vorgehensweise jedoch erhebliche negative Auswirkungen auf Umwelt, Naturräume und Mensch.
Mit Blick auf eine stetig wachsende Weltbevölkerung, einer zunehmenden Urbanisierung sowie gleichzeitig wachsenden Konsumansprüchen müssen neue, umweltverträgliche Lösungsansätze entwickelt werden.
Ziele und Vorgehen
Ziel des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung eines biophotonisch basierten Pflanzenmonitoringsystems. Als skalierbares und modulares System dient es der automatisierten Beobachtung von Wachstum und Entwicklung von verschiedenen Nutzpflanzen.
Im vorliegenden Forschungsprojekt wird der Fokus auf die Untersuchung von Wechselwirkungen zwischen Pflanzen und ihrer Lichtumgebung gelegt. Als Beispielsystem dient hier Brauerei-Hopfen, da dessen Inhaltsstoffe nachweislich durch die Lichtverhältnisse beim Wachstum beeinflusst werden. AI-basierte Klassifizierungsalgorithmen sollen dabei Anomalien, wie z. B. Verfärbungen oder Verformungen von Pflanzenteilen automatisch erkennen. Darüber hinaus soll das System den Habitus der Pflanzen über ihre gesamte Lebensdauer automatisch erfassen.
Innovation und Perspektiven
Als Grundlage für die Entwicklung des Monitoringsystems wird ein geschlossenes, hydroponisches PlantControlSystem (PCS) im Austausch mit der Maker- und Kreativszene entwickelt. Hydroponische Anbausysteme verzichten auf die Verwendung von Erde als Anbausubstrat. Stattdessen werden die Pflanzen über eine Nährstofflösung versorgt. Das PCS bildet ein Anbausystem im Kleinstformat ab, anhand dessen die Grundlagen der Sensortechnik, der Integration des Kamerasystems, der Bild- und Datenverarbeitung, sowie der Variation der Lichtverhältnisse mittels LEDs erarbeitet werden sollen. Die Pflanzendaten sollen mittels Augmented und/oder Virtual Reality (AR/VR) Anwendungen visualisiert werden.
