Im Kreis Dithmarschen trifft Landwirtschaft auf Künstliche Intelligenz, handfest auf High-Tech. Die Westhof Bio Gruppe in Friedrichsgabekoog hat sich mit ihrem Unternehmen nAIture, eine Ausgliederung aus der Fachhochschule Westküste, vorgenommen, durch den Einsatz von KI Tiere und Pflanzen besser zu schützen. 

Geförderte Projekte

Bereits vor drei Jahren zeigte sich Digitalisierungsminister Dirk Schrödter von den beiden KI-Projekten "AROS" und dem Jäteroboter überzeugt und überreichte zwei Förderbescheide des Landes in Höhe von jeweils rund 285.000 Euro. "Um die Natur und die Umwelt noch besser zu schützen, sind wir auf Forschung und Innovation angewiesen. Die Anwendung von Künstlicher Intelligenz kann hierzu einen großen Beitrag leisten", sagte Schrödter. Die beiden Projekte seien hervorragende Beispiele dafür, was für ein großes Potenzial KI in der Landwirtschaft habe. Mit dem jetzigen Abschluss der Projekte fuhr Schrödter erneut nach Friedrichsgabekoog, um sich über die Ergebnisse und Erkenntnisse zu informieren.

AROS – das autonome Rehkitz Ortungssystem

Rehkitze verstecken sich häufig auf Feldern, die von schweren landwirtschaftlichen Maschinen bearbeitet werden. Entdeckt man die Tiere nicht rechtzeitig, werden sie von der Maschine erfasst und meistens getötet. Bisher wurde mit großem organisatorischem und personellem Einsatz versucht, die Tiere zu retten. Meist mehrere Dutzend Helferinnen und Helfer liefen die Felder ab. Das Ergebnis: Viel Zeitverlust, zum Teil ungenaue Angaben und eine Suche, die leider nicht immer von Erfolg gekrönt war. Das Unternehmen nAIture wollte dies ändern und entwickelte eine technische Lösung mit Hilfe von Drohnen- sowie Künstlicher Intelligenz: AROS – das autonome Rehkitz-Ortungssystem.

Tierrettung mit KI und in wenigen Schritten

Projektleiter Vitali Czymmek erläuterte die einzelnen Schritte zur Kitz-Rettung: Zunächst fliegt eine Drohne über das Feld und sucht nach versteckten Rehen. Das Abfliegen eines rund 35 Hektar großen Feldes dauert nur circa 15 Minuten, ohne diese Technologie waren zuvor mehrere Stunden notwendig. Die Bilder werden auf den Server übertragen und mittels trainierter KI ausgewertet. Aktuell erkennt die Drohne Rehe, Rehkitze und auch Hasen.

Sobald ein Rehkitz entdeckt wird, sendet die Drohne ein Luftbild mit den berechneten Koordinaten an einen Jäger und den Landwirt. Die Positionen werden mittels sogenannter Echtzeitkinematik (englisch: Real-time kinematic positioning, RTK) in einer Cloud gespeichert. Durch diese Art der Satellitennavigation können die Daten präzise auf circa zwei bis zehn Zentimeter Genauigkeit übermittelt werden. Wichtig, da Zeit ein wesentlicher Faktor bei der Rettung darstellt. Anschließend wird der Mitarbeiter per AROS-App direkt zum Kitz navigiert. So kann das Tier schnell in Sicherheit gebracht werden.

Für eine Fläche von 150 bis 200 Hektar am Tag ist ein Rehkitz-Retter ausreichend. Über die App sind zudem Landwirte, Jäger, Retter und Fahrer des Mähdreschers miteinander vernetzt und nutzen beispielsweise eine Karte auf Open Source Basis.

Über 200 Rehkitze konnten gerettet werden

Das Projekt ist ein messbarer Erfolg: Während der Projektlaufzeit konnten mit dem System insgesamt 87 Rehkitze allein auf den Feldern von Westhof Bio gerettet werden. Mit Tests anderer Jäger und Landwirte waren es sogar über 200.

"Ich bin beeindruckt, wie die Effizienz durch den Einsatz von KI erhöht werden kann und dass das Projekt auch in weiteren Anwendungsfällen denkbar ist", sagte Dirk Schrödter. Beispiele seien hier das Wildtiermonitoring, die Bergrettung, das Erkennen von Glutnestern oder defekten Photovoltaikanlagen.

Lasergestütztes Jäten mit dem autonomen Jäteroboter

Chemische Pflanzenschutzmittel (Herbizide) sind in Bio-Betrieben wie WESTHOF untersagt. Mittels Robotertechnik wird daher bereits in vielen Bereichen mechanisch gejätet. Dieses System wurde durch die nAIture mit KI auf weitere Gemüsesorten angepasst. Mehr noch. Das Unternehmen hat in enger Zusammenarbeit mit der Fachhochschule Westküste eine weitere Unkrautbekämpfung auf Laserbasis untersucht.

Um den enormen Verbrauch an Pflanzenschutzmitteln zu minimieren, hat das Start-up einen Unkrautbekämpfenden Roboter für die Landwirtschaft entwickelt. Durch ein auf künstlicher Intelligenz, Robotik und Big Data basierendes System wird das Unkraut effektiv bekämpft. Der damit ausgestattete Jäteroboter hat einen deutlich geringeren Einfluss auf das Ökosystem und besitzt viele Vorteile gegenüber der herkömmlichen chemischen Unkrautbekämpfung.

Kombination aus KI, Robotik und Big Data

Der Jäteroboter ist eine Kombination aus künstlicher Intelligenz, Robotik und Big Data. Der Roboter ist darauf trainiert, Nutzpflanzen wie Karotten, Rote Beete oder Spinat von Unkräutern zu unterscheiden. Die KI wurde mit großen Datenmengen gespeist und erreicht dadurch eine Genauigkeit von ungefähr 98 Prozent. Selbst bei stetig wechselnden Wetter- und Umwelteinflüssen vernichtet der Roboter das Unkraut effektiv. Wird Unkraut erkannt, reicht ein kurzer, schneller, punktgenauer Laserstrahl aus, um die Pflanze zu beseitigen. 

"Digitalisierung und KI sorgen dafür, dass wir Natur und Tiere besser schützen können", sagte Schrödter. "In beiden Projekten wurde Landwirtschaft technologisch neu, und ganzheitlich gedacht. Sie sind Paradebeispiele für die Offenheit von traditionellen Betrieben, neue Technologien einzusetzen, für das Zusammenspiel von Wissenschaft und Wirtschaft sowie für den attraktiven und innovativen Digitalstandort Schleswig-Holstein."