PhenoRob: Forschung auch in Corona-Zeiten

Welche technischen Möglichkeiten Digitalisierung und Roboter bieten, daran forschen Wissenschaftler des Exzellenzclusters "PhenoRob - Robotik und Phänotypisierung für Nachhaltige Nutzpflanzenproduktion" der Universität Bonn.

Im Rahmen des Exzellenzclusters „PhenoRob“ werden Felder aus der Luft sowie vom Boden aus überwacht. Hier steuert Doktorand Jan Weyler eine Forschungs-Drohne. Bild: PhenoRob/Uni Bonn.

Das Exzellenzcluster PhenoRob forscht an einer ressourcen-effizienteren und nachhaltigeren Nutzpflanzenproduktion. Mit neuen Methoden und Technologien sollen landwirtschaftliche Nutzpflanzen beobachtet, analysiert und gezielter behandelt werden. Dazu untersuchen die Forscherinnen und Forscher Felder mittels Drohnen aus der Luft und am Boden mit Sensoren. Roboter können dann anhand von Computerprogrammen gezielt einzelne Pflanzen ansteuern und behandeln. Das Projekt vereint also Robotik, Digitalisierung und maschinelles Lernen mit moderner Phänotypisierung, Modellierung und Pflanzenproduktion.

Corona-Konzept sichert Weiterarbeit

Durch die Corona-Pandemie musste nun ein neues Konzept entwickelt werden, um die wissenschaftliche Arbeit und den Austausch von Wissenschaftlern, Studenten und Technikern sicherzustellen. Uwe Rascher vom Forschungszentrum Jülich, eine der am Projekt beteiligten Institutionen, erklärt: „Man trifft sich am Feld und macht die Arbeit gemeinsam. Um sich auszutauschen und um sicher zu gehen, dass auch die richtigen Samen in die dafür vorgesehene Parzelle kommen“. Nun aber müssen Techniker und Wissenschaftler im Alleingang und nach einem vorgegebenen Schichtsystem arbeiten. Ein Umstand, der sehr viel Zeit und zusätzliche Kommunikation erfordert. Mit einer neu eingerichteten Plattform stimmt man sich nun auf digitalem Weg ab. Dies gilt auch für die unmittelbare Arbeit auf dem Feld: „Gut, dass wir vor einigen Jahren dafür gesorgt haben, dass es eine stabile Internetverbindung mit WLAN am Campus Klein-Altendorf gibt“, so Uwe Rascher. „So können wir nun sogar mit FaceTime direkt vom Feld miteinander sprechen und Livebilder senden“. Dies hat sogar den Vorteil, dass Daten im Gegensatz zu vorher direkt dokumentiert werden. Auf die studentische Mithilfe müssen die Wissenschaftler in diesem Sommer allerdings verzichten: Der Masterkurs mit 15 bis 20 Studenten findet dieses Jahr nur online statt.

4D-Modelle zur Simulation von Pflanzenwachstum

Nach der Aussaat von Sommerweizen, Zuckerrübe und anderen Kulturen erfassen Drohnen das Wachstum der Pflanzen bis hin zur Ausbildung von einzelnen Pflanzen im Verlauf der Vegetationsperiode. Daraus werden 4D-Modelle für die Simulation entwickelt. Weitere Forschungsfelder sind die Spektralanalyse, mit der zum Beispiel Wassermangel oder Krankheiten frühzeitig erkannt werden können. In Zukunft ist der Einsatz von Robotern am Boden geplant. (Quelle: pflanzenforschung.de / iva.de/IVA-Magazin)

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