Kredit:University of Bonn
Hur är tillväxten? Har skadedjur och sjukdomar drabbats? Påverkar den ökade torken växterna? Uppfödare av nya sorter måste samla in omfattande data om dessa frågor. Uppstarten "Pheno-Inspect" vid universitetet i Bonn vill påskynda odling av växter. Kamerutrustade drönare spelar in grödorna, mjukvara utvärderar sedan automatiskt sina egenskaper med hjälp av metoder för artificiell intelligens. Detta indikerar mycket snabbt om den nya rasen är en framgång. Projektet stöds av programmet "START-UP University Spin-offs".
Med ett mjukt nyn flyger drönaren över växtförädlarens fält. Under flygningen tar den kontinuerligt bilder av växterna, som senare analyseras automatiskt med artificiell intelligens. Uppfödaren kan sedan använda resultaten för att utvärdera vilka sorter som är särskilt lämpade för avelsmålet. "Den globala befolkningstillväxten innebär att jordbruket måste producera ännu högre skördar i framtiden, medan åkermarkens areal förblir densamma, "säger Philipp Lottes, forskningsassistent vid Institute for Geodesy and Geoinformation vid University of Bonn. "Den nuvarande flaskhalsen i utvecklingen av nya och bättre sorter är fenotypning med hög genomströmning i fältet."
Detta är fortfarande en mycket komplex process inom växtodling. Vid fenotypning, experter bestämmer växternas utseende eller fenotyp:Hur stora är öronen på vete i en ny sort? Lider grödan av skadedjur eller sjukdomar? Hur hanterar växten torka? "Först när dessa uppgifter är statistiskt säkra vet uppfödare om deras nya hybrid är en framgång jämfört med andra sorter, "rapporterar Lottes. I framtiden, denna data kan samlas in automatiskt med artificiell intelligens. Uppstarten "Pheno-Inspect, "varav Lottes är grundaren, går framåt med dessa planer.
Självlärande automatiska datormetoder
Geodesisten undersökte redan maskininlärningsmetoder för växtigenkänning i sina doktorandstudier, som han också skrev vid universitetet i Bonn som en del av "PhenoRob" Cluster of Excellence. Under detta utvecklade han metoder för att använda drönare för att ta bilder av grödor, från vilken programvara kan avgöra, till exempel, antalet odlade växter, fördelningen av olika ogräs samt angrepp med skadedjur och sjukdomar. "Det här är självlärande, automatiserade processer som optimerar sig själva utifrån användarspecifikationer, "rapporterar Lottes. I en" träningsfas, "Programvaran lär sig vilka öron som torr stress symptom eller ogräs ser ut på grundval av ett stort antal foton. Med hjälp av statistiska metoder, analysprogrammet kan sedan automatiskt utvärdera bilder och tillhandahålla omfattande dokumentation i form av kartor som visar vilka av häckningsplanerna som lider av näringsbrist eller som är särskilt högavkastande. "Särskilt den helautomatiska utvärderingen av data i stor skala har stor potential, "förklarar professor Dr. Cyrill Stachniss.
Under inspektionen drönaren flyger på höjder mellan tio och 100 meter över grödorna. Inget grässtråle slipper kamerorna, eftersom upplösningen ger detaljer ner till några millimeter. "Positioneringen sker via en mycket exakt GPS, som används av geodesister, "rapporterar Lottes." Smartphone GPS kan inte tävla i noggrannhet. "
Finansiering genom programmet "START-UP University Spin-offs"
Tillsammans med sin mentor Prof. Dr. Cyrill Stachniss, chef för arbetsgruppen för fotogrammetri och robotik vid universitetet i Bonn, geodesisten får nu finansiering som en del av programmet "START-UP University Spin-offs" i delstaten Nordrhein-Westfalen och Europeiska unionen. Under de kommande 18 månaderna, Pheno-Inspect kommer att dra nytta av finansiering på cirka 270, 000 euro för att inspektera fenotypen. "Vi vill vidareutveckla vår programvara och anpassa den till användarnas behov, "rapporterar Lottes, som också driver fram affärsplanen.
Än så länge, Bundessortenamt, Institut für Zuckerrübenforschung, the Gemeinschaft zur Förderung von Pflanzeninnovationen e.V. och Agricultural Campus Klein-Altendorf vid Bonn-universitetet har testat utvecklingen av Pheno-Inspect som utvecklingspartners. Lottes:"Alla som har praktiska ansökningsförslag för vår automatiska fenotypering med hög genomströmning i fältet eller vill öka graden av automatisering i sin verksamhet bör kontakta oss." Konventionella och ekologiska jordbrukare kan också dra nytta av metoden när det gäller att bestämma angreppsnivån för ogräs eller skadedjur i en gröda eller hur användningen av gödningsmedel kan optimeras.
"Pheno-Inspects fenotypningsprocess med hög kapacitet är ett lovande tillvägagångssätt för att väsentligt påskynda odlingen av nya sorter, "konstaterar Rüdiger Wolf från Technology Transfer vid universitetet i Bonn, som rådde grundarna. "Uppstarten understryker återigen den höga entreprenörspotentialen inom områdena hälsa och hållbarhet."