Projekttitel

KI-basiertes optisches Monitoring im Apfelanbau zur nachhaltigen Ertragssteigerung im Zeichen des Klimawandels

Projektlaufzeit

März 2024 - Februar 2027

Ausgangslage

Die Klimaerwärmung mit ihren veränderten Trocken- und Feuchtperioden wirkt sich negativ auf die Erträge und die Fruchtqualität von Apfelbäumen in Baden-Württemberg aus. Die Obstbauern benötigen neue Techniken mit entsprechenden Handlungsempfehlungen, um ihre Bewirtschaftungspraktiken daran anzupassen. Dies gilt beispielsweise für die optimale Nutzung der Bewässerung, die Entscheidung des Erntetermins oder der Ausdünnmaßnahmen.

Projektziel

Ziel des vorliegenden angewandten Forschungsprojekts ist die Optimierung und der Einsatz neuer optischer Sensoren für Feldmessungen.

Wir werden dazu den:

• Wasserstress der Bäume
• Reifegrad der Früchte
• Fruchtfall (nach Ausdünnung bei 11mm und natürlicher Junifruchtfall)

untersuchen.

Die optischen Sensoren erfassen dabei die spektral aufgelöste Remission bzw. Transmission eines auf den Apfel bzw. der Apfelbaumblätter eingestrahlten Lichtstrahls, Lichtpulses oder Lichtmuster (Lichtapfel), welche auf Basis der Lichtausbreitung in den biologischen Medien ausgewertet werden.

Mithilfe der im Projekt entwickelten Sensortechnik und Referenzmessungen sowie -daten werden KI-basierte Software als Entscheidungshilfen für die Obstbauern zum Management der Apfelproduktion entwickelt.

Umsetzung

Die Datenanalyse im vorliegenden Projekt wird neben der klassischen Datenanalyse auch über Künstliche Intelligenz (KI) durchgeführt. Die KI soll auf der Grundlage neuronaler Netze angewendet werden und benötigt viele und vielfältige Daten. Durch vorangegangene Vorarbeiten liegt bereits ein Datensatz aus früheren Anbaubedingungen vor, der als weiterer Baustein in die Datenanalyse mit einfließen wird. Während der Projektlaufzeit werden gezielt Versuchsarbeiten an Topfbäumen sowie im Freiland zu den oben genannten Themenbereichen durchgeführt. Die ‚Antwort‘ der Obstbäume auf Stress wird in einer engmaschigen Messkampagne mit den verschiedenen optischen Messtechniken untersucht.

Projektpartner

• Kompetenzzentrum Obstbau Bodensee
• Stiftung für Lasertechnologien in der Medizin und Meßtechnik an der Universität Ulm (ILM)

Das Institut für Lasertechnologien in der Medizin und Meßtechnik an der Universität Ulm (ILM) forscht seit rund drei Dekaden auf dem Gebiet der optischen Charakterisierung biologischer Systeme und der darauf basierenden Entwicklung optischer Geräte. Die am ILM erarbeiteten Methoden ermöglichen, die separate Bestimmung von Absorptions- und Streuspektren, wodurch sowohl quantitative Informationen zur Konzentration der Inhaltsstoffe als auch der Mikrostruktur der untersuchten biologischen Medien erhalten werden

Forschungsförderung

Finanziert durch die Baden-Württemberg Stiftung gGmbH

Ansprechpartner

Konni Biegert: konni.biegert@kob-bavendorf.de +49 (0)751 7903 343