In der Landwirtschaft und im Gartenbau werden Beikräuter oft mit Pflanzenschutzmitteln entfernt, weil sie mit den Hauptpflanzen um Nährstoffe, Wasser und Licht konkurrieren. Dabei sind nicht alle Beikräuter schädlich, sie können sogar nützlich sein. Forschende des Technologie- und Förderzentrums (TFZ) in Straubing haben daran gearbeitet, sogenannte Herbizide mithilfe von Künstlicher Intelligenz (KI) und Drohnenaufnahmen gezielter und automatisiert einzusetzen. 

Breite Datenbasis als Grundlage 

Ziel des Projekts war die Entwicklung eines KI-Modells, das auf Bildern Kulturpflanzen von Beikräutern unterscheiden kann. Dafür fütterte man es mit einer großen Datenmenge: Über 121.000 Bilder nahmen Drohnen von Sorghumflächen in Straubing auf. Die gesammelten Daten wurden für das KI-Modell per Hand gekennzeichnet – laut Projektleiter Michael Grieb „ein unglaublich zeitaufwändiger Prozess“. Doch nur so kann die KI lernen, wie die wärmebevorzugende Energiepflanze Sorghum aussieht, in welchen Reihen sie steht und wie sie sich von Beikräutern unterscheiden lässt. 

Spezielles Training wegen Umwelteinflüssen

Eine besondere Herausforderung waren Wind, Bewegungsunschärfe und direkte Sonneneinstrahlung, da sich diese negativ auf die Bildqualität auswirkten. Das erschwerte der KI die Auswertung, denn die Pflanzen wachsen und verändern sich. Deshalb musste die Forschungsgruppe das Modell zusätzlich auf die verschiedenen Wachstumsstadien der Pflanze trainieren. Mit Erfolg: Laut TFZ kann die KI mittlerweile Sorghum und Beikräuter fast ohne Fehler voneinander unterscheiden. 

In diesem Forschungsprojekt wurden zusammen mit der Hochschule Weihenstephan-Triesdorf, der Technischen Universität München, Campus Straubing für Biotechnologie und Nachhaltigkeit und der Bayerischen Landesanstalt für Landwirtschaft die Grundlagen gelegt. In einem Folgeprojekt soll nun die Technik in Feldroboter integriert werden.  

lh