Einsatz von Drohnen und künstlicher Intelligenz in der Landwirtschaft zur Giftpflanzen- und Unkrauterkennung

Landwirtinnen und Landwirte stehen vor der Herausforderung, Giftpflanzen und Unkräuter in ihren Feldern zu bekämpfen. Diese mindern Erträge und Erntequalität und können gesundheitliche Risiken für den Konsumenten bergen. Eine von künstlicher Intelligenz (KI) gestützte Applikationskarte hilft dabei, Giftpflanzen zu detektieren. Je nach Ausstattung können Landwirtinnen und Landwirte die Pflanzen mechanisch oder chemisch bekämpfen oder manuell entfernen. 

In diesem Projekt werden neue digitale Techniken getestet und praxisnahe Methoden entwickelt. 

• Drohnenflüge und Datenerfassung: Mit Drohnenflügen werden hochauflösende Luftbilder der Felder erstellt. Diese liefern eine detaillierte und aktuelle Übersicht über den Bewuchs und bilden die Basis für eine weitere, genaue Ortung unerwünschter Pflanzen. Diese Information wird üblicherweise als Dienstleistung zugekauft.
• Erstellung eines Trainingsdatensatzes: Für die erfolgreiche Erkennung von Unkräutern und Giftpflanzen mittels künstlicher Intelligenz wird ein umfangreicher Trainingsdatensatz benötigt. Dieser wird aus den Luftbildern gewonnen und von Pflanzenbauexpertinnen und Pflanzenbauexperten manuell annotiert (Markierung von Nutz- und Schädlingspflanzen). 
• Training der Bildverarbeitungssoftware: Mit dem Trainingsdatensatz wird ein Machine-Learning-Modell trainiert, das in der Lage ist, Giftpflanzen und Unkräuter automatisch auf den Luftbildern zu identifizieren. 
• Automatische Erstellung einer Applikationskarte: Basierend auf den Erkenntnissen der Bildverarbeitungssoftware wird eine detaillierte Karte erstellt, die die Positionen der Giftpflanzen und Unkräuter exakt anzeigt. Diese Karte kann einerseits von Menschen und andererseits von Maschinen gelesen werden und erlaubt es, nur die betroffenen Flächen gezielt zu behandeln, sei es manuell oder chemisch. Anhand der Karte können zusätzlich betriebswirtschaftliche Informationen, zum Beispiel Betriebsmittelersparnis, abgelesen werden. 

Ziel des Projektes ist die Entwicklung einer Methode zur schnellen Erkennung und ressourcenschonenden Bekämpfung von Giftpflanzen und Unkräutern auf landwirtschaftlichen Flächen. Dabei liegt der Fokus auf Praxistauglichkeit und einfacher Handhabung, um Landwirtinnen und Landwirte ein effektives Werkzeug zur Einsparung von Betriebsmitteln wie Treibstoff und Pflanzenschutzmitteln zu bieten. Auch die Anzahl der Überfahrten reduziert sich, wodurch die Umwelt geschont wird. Besonders die kleinstrukturierte Landwirtschaft in Österreich profitiert von effizienten Produktionsmethoden. Das Ergebnis des Projekts ist eine KI-generierte Applikationskarte, die Giftpflanzen im Feld detektiert. Landwirtinnen und Landwirte mit entsprechenden Geräten erhalten eine maschinenlesbare Karte zur Bekämpfung von Einzelpflanzen, andernfalls hilft die Karte bei der manuellen Entfernung. In diesem Projekt werden neue digitale Techniken getestet und praxisorientierte Methoden entwickelt.