PlantMap ist ein Projekt des niedersächsischen DFKI Labors am Standort Osnabrück und umfasst ein Gründungsvorhaben im Rahmen des EXIST-Forschungstransfers. Die Forschungsgruppe Planbasierte Robotersteuerung unter der Leitung von Prof. Dr. Joachim Hertzberg befasst sich mit autonomen mobilen Robotern, die in ihrer Umgebung nur über unvollständige Kontrolle und unvollständiges Wissen verfügen.

Anwendungen der Grundlagenforschung in verschiedenen Domänen reichen von der Entwicklung langzeitautonomer Roboter bis zur Integration der entsprechenden Robotiktechnologie zur Unterstützung des Menschen in aktuellen teilautomatisierten Prozessen. Die prominenteste Anwendungsdomäne ist die Landwirtschaft: Als daten- und wissensintensiver, hochdigitalisierter Bereich mit Unsicherheit und Dynamik ermöglicht sie, KI-Technologie sinnvoll einzusetzen. Im „Agrotech Valley“ um Osnabrück herum ist unser Forschungstransfer verankert im bestehenden Ökosystem aus innovativen mittelständischen Agritech-Unternehmen und Forschungspartnern in der Agrar- und Ernährungswirtschaft.

Der EXIST-Forschungstransfer ist ein Förderprogramm des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie und wird durch den Europäischen Sozialfonds (ESF) kofinanziert und fördert sowohl notwendige Entwicklungsarbeiten zum Nachweis der technischen Machbarkeit forschungsbasierter Gründungsideen als auch notwendige Vorbereitungen für den Unternehmensstart. Das EXIST-Programm ist in zwei Förderphasen aufgeteilt und erstreckt sich in der Regel über eine Förderdauer von drei Jahren.

Das PlantMap-Projekt umfasst eine zeitlich und räumlich hochaufgelöste dreidimensionale Pflanzenkarte einzelner Pflanzen. Unterstützende Tools und Technologien könnten den Einstieg und Umstieg zu solchen Anbaumethoden fördern sowie dem Fachkräftemangel an gut ausgebildeten Gemüsegärtnern entgegen wirken. Mit dieser zukunftsorientierten Motivation entstand die Idee für das Projekt PlantMap um ein fünfköpfiges Gründerteam, welches im Forschungsbereich Planbasierte Robotersteuerung am DFKI die Grundlagen für diese Vision entstehen lässt. Die weltweit eingesetzte und von uns entwickelte Navigations- und Steuerungssoftware Move Base Flex sowie die Erweiterung für mehrschichtige dreidimensionale unwegsame Umgebungen (Mesh Navigation) erlaubt das autonome Navigieren in steilem und unstrukturiertem Gelände, wie Gemüse-, Obst- oder Marktgärten und Agroforst-Betrieben. Ein autonomer Roboter kann so tagtäglich den Zustand und die Entwicklung einzelner Pflanzen, deren Form und Phänotyp sowie wichtige Pflanzenparameter tracken, um letztlich Handlungsempfehlungen auszusprechen. Mit Hilfe von KI-Trainingsdaten und unserer Technologie in Kombination mit der bio-intensiven Landwirtschaft tragen wir zu einer erheblichen Optimierung ökologischer und biointensiver Anbaumethoden bei. Das systematische Erfassen von Knowhow im Agronomiebereich für kleinstrukturierte und bio-intensive Mikrofarmingbetriebe ist von entscheidender Bedeutung. Das Wissen über Fruchtfolgen und Pflanzennachbarschaften sind die Grundlage für eine polydiverse Anbauweise, einen natürlichen Schutz vor Pflanzenkrankheiten und für ein gesundes Ökosystem.

Durch die PlantMap kann der Einfluss von Umweltfaktoren, die Genaktivität sowie der Phänotyp gemessen und gezielt bestimmt werden. Diese Pflanzenparameter und auch die Trainingsdaten lassen sich aus den autonom aufgenommenen Daten ableiten. Trainingsdaten können nicht nur zur automatischen Erkennung von Pflanzen, deren Entwicklungsstadien und zur Bestimmung von Pflanzenkrankheiten genutzt werden, sondern auch als Basis, um Handlungsempfehlungen für Gemüsegärtner, Pflanzenzüchter und Landwirte abzuleiten.

 

Fördermittelgeber

Das BMWK-Förderprogramm EXIST-Forschungstransfer wird durch den Europäischen Sozialfonds (ESF) kofinanziert. Der ESF gehört zu den Europäischen Struktur- und Investitionsfonds (weiterführende Informationen).