Grüne Woche 2024 – DFKI zeigt Erdbeerpflückroboter und KI-Ökosystem
In drei Hallen stellt das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz auf der Internationalen Grünen Woche, die vom 19. bis zum 28. Januar 2024 in Berlin stattfindet, neue Technologien für die Landwirtschaft vor.
In Halle 23a zeigt das DFKI erstmals seinen Erdbeerpflückroboter der Öffentlichkeit. Am Gemeinschaftsstand des Kuratoriums für Technik und Bauwesen in der Landwirtschaft e.V. ist für den smarten Roboter extra eine Reihe von Erdbeerpflanzen angelegt. Klein, flexibel und preiswert soll er sein, und dazu selbstständig Obst ernten. Entwickelt wird das System im Projekt RoLand (Robotische Systeme in der Landwirtschaft), koordiniert vom Robotics Innovation Center (RIC) des DFKI Bremen.
Das konkrete Anwendungsszenario ist die Erdbeerernte im freien Feld, die die Obstbauern vor zunehmende Herausforderung stellt. Landwirtschaftliche Betriebe, wie der im Projekt assoziierte Erdbeerhof Glantz, beklagten einen Rückgang von Saisonarbeitskräften auf der einen sowie gestiegene Löhne auf der anderen Seite, sagt DFKI-Projektleiter Dipl.-Ing. Heiner Peters: „Hier setzt unser Roboter an. Er soll die Helfenden bei der Ernte unterstützen und sie entlasten. Er kann bei Bedarf parallel arbeiten oder auch nachts eingesetzt werden.“ Das System ermöglicht eine kostengünstige Automatisierung in der Landwirtschaft. Auf größeren Feldern ist der Einsatz mehrerer Roboter denkbar.
KI erkennt reife Früchte
Die technischen Komponenten des Erdbeerpflückroboters sind eine mobile Plattform, ein Fruchterkennungssystem und ein Erntegreifer. Mithilfe Künstlicher Intelligenz (KI) erkennt der Roboter, welche Früchte reif genug sind, gepflückt zu werden. Potenziell lässt sich diese KI-Methodik auch auf andere Obstsorten übertragen.
Auf der Grünen Woche wird das System zunächst mit nur einem Greifarm zu sehen sein, langfristig sind auf beiden Seiten Greifer geplant. Eine der Herausforderungen für die Forschenden liegt darin, die Greifarme in die Lage zu versetzen, einerseits reife Erdbeeren sauber vom Stil zu trennen, sie andererseits dabei aber nicht zu zerdrücken. Diese Probleme werden im Projekt derzeit adressiert. Peters: „Unser Ziel ist es, zum Projektende mit jedem Greifer in sechs Sekunden eine Erdbeere zu pflücken, also insgesamt alle drei Sekunden eine. Das entspricht in etwa der menschlichen Pflückleistung.“
RoLand wird vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft über eine Laufzeit von drei Jahren mit einer Summe von 1,7 Millionen Euro gefördert (1.10.21 – 30.9.24). Das Robotics Innovation Center des DFKI koordiniert das Projekt. Projektbeteiligte sind das Forschungs- und Transferzentrum (FTZ) der Hochschule für Angewandte Wissenschaft (HAW) Hamburg, die Othmerding Maschinenbau GmbH & Co.KG sowie der Glantz Erdbeerhof (assoziiert).
© DFKI, Annemarie Popp
Weitere Informationen: https://robotik.dfki-bremen.de/de/forschung/projekte/roland
Ort: Halle 23a, Sonderschauhalle des BMEL – Roboter in der Landwirtschaft
Stand: Kuratorium für Technik und Bauwesen in der Landwirtschaft e.V. (KTBL)
Kontakt DFKI: Dipl.-Ing. Heiner Peters: heiner.peters@dfki.de
Die Animationen zeigen, wie der Erdbeerpflückroboter am Ende arbeiten soll. Zwei Arme greifen alle drei Sekunden eine Erdbeere. Animation: DFKI, Meltem Fischer
Die weiteren DFKI-Beteiligungen auf der Grünen Woche im Überblick
In Halle 3.2, Innovationsforum Landtechnik, Stand 413, präsentieren Forschende aus Niedersachsen und Kaiserslautern ein gemeinsames offenes KI-Ökosystem für die Agrar- und Ernährungswirtschaft, das in dem Leuchtturm-Projekt Agri-Gaia und seinem Schwesterprojekt NaLamKI entsteht.
In Halle 3.2 laden Agri-Gaia und NaLamKI zur Tagung "Agrar-Ökosysteme der Zukunft mit KI gestalten" ein. Beginn ist am Donnerstag, 25. Januar, um 10 Uhr auf der großen Bühne. Impulsvorträge sowie Diskussionsrunden stehen auf dem Programm, das sich in drei Sektionen auf den Vormittag und Nachmittag aufteilt. Das Ende ist für 18 Uhr geplant.
In Halle 1.2 am Stand der Lienig Wildfruchtverarbeitung GmbH macht das DFKI Berlin auf seine Beteiligung im Verbundprojekt Stadt-Land-Fluss aufmerksam, dessen Ziel eine Daten- und KI-gestützte Stärkung von Wertschöpfungsketten im Bereich der regionalen Ernährungssysteme ist.
Agri-Gaia und NaLamKI - Nachhaltige Landwirtschaft mittels KI
Landwirtinnen und Landwirte stehen vielen Herausforderungen gegenüber: Einerseits müssen sie aufgrund einer wachsenden Weltbevölkerung immer mehr Menschen ernähren und effizienter mit der vorhandenen Ackerfläche umgehen. Andererseits sind sie in Zeiten des Klimawandels aufgefordert, möglichst ökologisch zu agieren und sich schnell an neue Rahmenbedingungen anzupassen.
KI kann landwirtschaftlichen Betrieben ebenso wie mittelständischen Unternehmen als Werkzeug dienen, um Ressourcen effizienter zu nutzen und Ökosysteme nachhaltig zu schützen. Hier setzen die beiden Projekte Agri-Gaia und NaLamKI (Nachhaltige Landwirtschaft mittels KI) an. Auf der Grünen Woche präsentieren sie ein gemeinsames offenes KI-Ökosystem für die Agrar- und Ernährungswirtschaft.
Während bei der von Agri-Gaia entwickelten Daten-Plattform der Fokus auf Business-to-Business (B2B)-Anwendungen für Landtechnikhersteller und KI-Entwickler liegt, adressiert NaLamKI vorrangig die Anwendung von KI-Diensten für Landwirtinnen und Landwirte.
Auf diese Weise entsteht ein offener KI-Standard für die Agrar- und Ernährungswirtschaft auf Basis der europäischen Cloud-Initiative Gaia-X, der von den unterschiedlichen Ausrichtungen profitiert.
© Dirk Bock, Agrotech Valley Forum
© Deere & CompanyAgri-Gaia
Agri-Gaia Ein agrarwirtschaftliches KI-Ökosystem für die Agrar- und Ernährungswirtschaft
Das Leuchtturm-Verbundprojekt Agri-Gaia arbeitet gemeinsam mit Partnern sowie einer wachsenden Zahl von Unterstützenden aus Verbänden, Forschung, Politik und Industrie daran, eine offene, dezentrale Infrastruktur für die Entwicklung und den Austausch von KI-Algorithmen in der Landwirtschaft zu entwickeln. Die Leitung hat das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) inne.
Anhand von katalogisierten, interoperablen Entwicklungsplattformen ermöglicht es Agri-Gaia, dass branchenspezifische Datensätze und KI-Bausteine als leicht verwendbare Module für agrarwirtschaftliche Prozesse ausgetauscht werden können. Agri-Gaia schließt damit den Kreis von der Sensordatenaufnahme im Feld über das Trainieren der Algorithmen auf entsprechenden Servern bis zu deren kontinuierlicher Aktualisierung und Optimierung.
Das Ökosystem wird auf Basis der Gaia-X Infrastruktur aufgebaut, die die Anforderungen der Branche - und damit des Agri-Gaia Ökosystems – hinsichtlich Datenhoheit, Dezentralität und Multi-Cloud, Edge-Support sowie Service-Bereitstellung ideal erfüllt. Agri-Gaia demonstriert über Use-Cases, wie die Branche durch das Ökosystem in die Lage versetzt wird, die zentralen Fragen effizienter anzugehen und gleichzeitig nachhaltiger in der Landwirtschaft arbeiten zu können.
Agri-Gaia wird mit 11,75 Millionen Euro vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz gefördert und läuft von Januar 2021 bis Dezember 2024. Das Verbundprojekt wird vom DFKI geleitet mit drei beteiligten Forschungsbereichen: Planbasierte Robotersteuerung und Marine Perception, Niedersachsen, sowie Smarte Daten & Wissensdienste, Kaiserslautern.
Zu den Partnern zählen: AgBrain GmbH, Agrotech Valley Forum e.V., Amazonen-Werke H.Dreyer GmbH & Co.KG, Robert Bosch GmbH, CLAAS E-Systems KGaA mbH & Co KG, Hochschule Osnabrück, Josef Kotte Landtechnik GmbH & Co. KG, Maschinenfabrik Bernard Krone GmbH & Co. KG, LMIS AG, Universität Osnabrück und Wernsing Feinkost GmbH.
Weitere Informationen: https://www.agri-gaia.de/
Ort: Halle 3.2 (Erlebnis Bauernhof)
Stand: Innovationsforum Landtechnik
Kontakt DFKI: Kai Alexander von Szadkowski: kai.von_szadkowski@dfki.de
NaLamKI
Das zentrale Ziel des Verbundprojektes NaLamKI (Nachhaltige Landwirtschaft mittels KI) ist es, eine Datenplattform zu schaffen, über die KI-Dienste den Endkunden - Landwirtinnen und Landwirten - angeboten werden können. Ziel ist es, die Wirtschaftlichkeit der landwirtschaftlichen Betriebe zu steigern, aber auch die Nachhaltigkeit.
In die KI-Dienste fließen ausgewertete Daten aus konventionellen wie autonomen Landmaschinen, Satelliten und Drohnen ein, die in einer Software-Service Plattform zusammengeführt und deren Ergebnisse über offene Schnittstellen zugänglich gemacht werden. NaLamKI bietet eine sichere Plattform für Landwirtinnen und Landwirte sowie KI-Serviceanbieter. Ihnen werden KI-Anwendungen bereitgestellt, die die großflächige Analyse ihrer Pflanzen- und Bodenbestände ermöglichen. So können Prozesse, wie etwa Bewässerung, Düngung und Schädlingsbekämpfung, nachhaltiger gestaltet sowie Wachstum und Ernteertrag gesteigert werden.
NaLamKI wird mit knapp 10 Millionen Euro vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz gefördert und läuft von Januar 2021 bis Dezember 2024. Das Verbundprojekt wird geleitet vom Fraunhofer-Institut für Nachrichtentechnik, Heinrich-Hertz-Institut, Berlin zusammen mit der John Deere GmbH & Co KG, Intelligent Solutions Group, Kaiserslautern. Das DFKI zählt zu Partnern und arbeitet im Forschungsbereich Intelligente Netze in Kaiserslautern im Projekt.
Zu den Partnern zählen: Julius-Kühn-Institut (JKI), Bundesforschungsinstitut für Kulturpflanzen; Universität Hohenheim, Rheinland-Pfälzische Technische Universität, John Deere GmbH & Co. KG, Fraunhofer Gesellschaft zur Förderung der Angewandten Forschung E.V., Optoprecision GmbH, NT Neue Technologien AG, Robot Markers GmbH, Planet Labs Germany GmbH.
Weitere Informationen: https://nalamki.de/
Ort: Halle 3.2 (Erlebnis Bauernhof)
Stand: Innovationsforum Landtechnik
Kontakt: Mike Reichardt: mike.reichardt@dfki.de
Tagung: Agrar-Ökosysteme der Zukunft mit KI gestalten
Unter dem Motto „Agrar-Ökosysteme der Zukunft mit KI gestalten“ laden Agri-Gaia und NaLamKI interessierte Fachbesuchende zu einer Tagung am Donnerstag, 25. Januar, auf der Grünen Woche ein.
Beginn ist um 10 Uhr auf der großen Bühne in Halle 3.2 (Erlebnisbauernhof). Zahlreiche Impulsvorträge sowie Diskussionsrunden stehen auf dem Programm, das sich in drei Sektionen auf den Vormittag und Nachmittag aufteilt. Das Ende ist für 18 Uhr geplant.
Zahlreiche Gastrednerinnen und Redner aus Politik, Forschung und (Land-)Wirtschaft beleuchten in Impulsvorträgen und moderierten Diskussionsrunden aktuelle Trends und Ziele in der Agrar- und Ernährungswirtschaft, und zwar sowohl in der KI-Entwicklung als auch in der KI-Anwendung. Zu den Keynote-Rednerinnen zählen neben weiteren Gästen die Koordinatorin der Bundesregierung für Deutsche Luft- und Raumfahrt sowie Beauftragte für digitale Wirtschaft & Start-ups, Dr. Anna Christmann, Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) sowie die Digitalisierungsbeauftragte Prof. Dr. Engel Arkenau, Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL).
Prof. Dr. Stefan Stiene (DFKI / Hochschule Osnabrück) stellt das europäische Fördervorhaben agrifoodTEF vor, in dem das DFKI, die Hochschule Osnabrück und das Agrotech Valley Forum eine europäische Test- und Experimentierumgebung für KI und Agrarrobotik in der Region Osnabrück etablieren. Weitere Themen sind Präsentationen der Ökosysteme Agri-Gaia, NaLamKI und Landnetz sowie Vorträge zu Datenrauminitiativen aus europäischer Sicht sowie EU Data and AI Acts.
Die Veranstalter bitten um eine Anmeldung bis zum 23. Januar. Das gesamte Programm mit einem Link zur Anmeldung bzw. QR Code findet sich hier: Tagung Agrar Ökosysteme der Zukunft mit KI gestalten. Die Teilnahme an der Tagung ist kostenfrei.
Kontakt:
Prof. Dr. Stefan Stiene: stefan.stiene@dfki.de
Prof. Dr. Peter Pickel: PickelPeter@JohnDeere.com
Stadt-Land-Fluss
Daten- und KI-gestützter Aufbau und Stärkung von Wertschöpfungsketten im Bereich der regionalen Ernährungssysteme
Beim Einkauf regionaler Produkte wünschen sich Verbraucher mehr Transparenz. Für die produzierenden, verarbeitenden und liefernden Betriebe wiederum sind Informationen über die Nachfrage und das Kaufverhalten von Kundinnen und Kunden wichtig. Hier setzt das Verbundprojekt Stadt-Land-Fluss (SLF) an. Es erforscht einen Daten- und KI-gestützten Aufbau und die Stärkung von Wertschöpfungsketten im Bereich der regionalen Ernährungssysteme in der Pilotregion Berlin-Brandenburg.
Insgesamt arbeiten zwanzig Partner unter der Koordination von Fraunhofer FOKUS in dem Projekt zusammen. Das DFKI zählt zu den Partnern. Es arbeitet mit dem Berliner Team des Forschungsbereichs Kognitive Assistenzsysteme vorranging im Bereich der KI-gestützten Benutzerschnittstellen für alle Anwenderinnen und Anwender. Ein weiterer Bereich sind KI-basierte Methoden im Daten- und Dienste-Ökosystem, beispielsweise zur Entscheidungsunterstützung.
„Wir haben Demonstratoren für einen Chatbot und ein Empfehlungs-System im Rahmen experimenteller Forschung gebaut“, erläutert Dr.-Ing Stefan Schaffer den technischen Part. Beides helfe, Tourenplanung und Lieferung, beispielsweise regionaler Kartoffeln, zu optimieren und somit nachhaltiger und effizienter zu gestalten.
Das im Juni 2021 gestartete und bis 31.5.2024 laufende Projekt wird mit insgesamt 3,8 Millionen Euro vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft gefördert. Geleitet wird das Verbundprojekt vom Fraunhofer-Institut für offene Kommunikationssysteme FOKUS. Das DFKI zählt neben anderen zu den Projektbeteiligten.
Weitere Informationen:https://stadt-land-fluss-projekt.de/
Ort: Halle 1.2
Stand: Lienig Wildfruchtverarbeitung GmbH
Kontakt DFKI: Dr.-Ing. Stefan Schaffer: stefan.schaffer@dfki.de
DFKI Exponate
- Erdbeerpflückender Roboter - RoLand
Ort: Halle 23a, Sonderschauhalle des BMEL – Roboter in der Landwirtschaft
Stand: Kuratorium für Technik und Bauwesen in der Landwirtschaft e.V. (KTBL)
Kontakt DFKI:
Dipl.-Ing. Heiner Peters: heiner.peters@dfki.de
- KI-Ökosystem - Agri-Gaia & NaLamKI
Ort: Halle 3.2 (Erlebnis Bauernhof)
Stand: Innovationsforum Landtechnik
Kontakt DFKI:
Kai Alexander von Szadkowski: kai.von_szadkowski@dfki.de
Mike Reichardt: mike.reichardt@dfki.de
- Stadt-Land-Fluss
Ort: Halle 1.2
Stand: Lienig Wildfruchtverarbeitung GmbH
Kontakt DFKI:
Dr.-Ing. Stefan Schaffer: stefan.schaffer@dfki.de