NaLamKI

Laufzeit: Januar 2021 – Dezember 2023

Gefördert durch das BMWi im zweiten Förderaufruf des „Innovationswettbewerb Künstliche Intelligenz“

Herausforderungen und Ziele

Die pflanzenbauliche Landwirtschaft sichert Ernährung und stellt nicht nur in Deutschland einen der wichtigsten Wirtschaftspfeiler dar. Eine nachhaltige Nutzung der natürlichen Ressourcen sowie die Sicherung stabiler Ernteerträge sind von essenzieller Bedeutung für die gesamte Gesellschaft. Zugleich steht die Landwirtschaft vor vielen Herausforderungen: Neben den Einflüssen des Klimawandels, dem zu verbessernden Nährstoff- und Pflanzenschutzmanagements, wirkt sich auch der Mangel an Fachkräften auf die Qualität und die Abläufe von Prozessen aus.

Um die landwirtschaftliche Produktion agiler und zukunftssicher zu machen, müssen die Anpassungen an veränderte Rahmenbedingungen effizient gestaltet und in allen Bereichen der Landwirtschaft unterstützt und beschleunigt werden. Die Landwirtschaft kann damit stabile Erträge bei effizientem Ressourceneinsatz und unter Schutz unserer natürlichen Ressourcen, Boden, Wasser, Luft und Biodiversität erwirtschaften. Dazu benötigt der Pflanzenbau in naher Zukunft innovative Ansätze, die bestehende und neue datengetriebene Technologien in die Anwendung überführen und auf Praxisrelevanz und Wirtschaftlichkeit überprüfen können.

Hier setzt NaLamKI mit dem Ziel an, KI- und Cloud-Technologien als Schlüsseltechnologien der Digitalisierungstrategie der Bundesregierung für die pflanzenbauliche Landwirtschaft nutzbar zu machen. Daten aus der Fernerkundung, der Bodensensorik und der Maschinen werden mit modernsten KI-Verfahren fusioniert, zur Optimierung landwirtschaftlicher Prozesse ausgewertet und zur Steuerung autonomer Roboter genutzt. Landwirtschaftlichen Praktikern wird die aktuelle landwirtschaftliche Situation mitsamt sich aus ihr ergebenen Perspektiven dargestellt und Interventionen zur Realisierung möglicher Szenarien vorgeschlagen.

Die Daten und KI-Dienste werden interoperabel und dezentral mit Hilfe von offenen Standards auf Basis von GAIA-X zur Verfügung gestellt. Hierbei werden insbesondere die Datensouveränität und Datensicherheit berücksichtigt. Es entsteht ein Ökosystem, dass die Heterogenität der landwirtschaftlichen Produktionsprozesse und -betriebe respektiert und zugleich diskriminierungsfreien Zugang für Drittanbieter erlaubt.

Beitrag des Fraunhofer HHI

Das Fraunhofer HHI ist mit den Gruppen „Computer Vision & Graphics“ und „Interactive & Cognitive Systems“ der Abteilung „Vision & Imaging Technologies“ sowie “Signal & Information Processing“ und „System Level Innovations“ der Abteilung „Wireless Communications & Networks“ an NaLamKI beteiligt. Die Schwerpunkte dieser Arbeiten liegen in der Entwicklung von KI-Verfahren zu Analyse von Fernerkundungsdaten, zur Erfassung und Integration von Expertenwissen, zur Modellierung landwirtschaftlicher Prozesse sowie zur 5G-Vernetzung. Weiterhin wird die Entwicklung von Konzepten zur Plausibilisierung der KI-Ergebnisse und der generierten Modelle schwerpunktmäßig von Forschenden des Fraunhofer HHI bearbeitet.

Konsortium

  • Deutsches Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz
  • Neue Technologien AG
  • Fraunhofer Gesellschaft für Angewandte Forschung e.V.
  • Heinrich-Hertz-Institut
  • John Deere GmbH & Co. KG
  • Julius Kühn-Institut
  • Forschungszentrum für landwirtschaftliche Fernerkundung
  • OptoPrecision GmbH
  • Planet Labs Germany GmbH
  • Robot Makers GmbH
  • TU Kaiserslauter, FB Informatik
  • Universität Hohenheim, Institut für Agrartechnik