09.08.2023

Digiherb: Forschungsprojekt aus OÖ möchte Gewürzanbau mit Drohnen digitalisieren

Diverse Projektpartner:innen aus Oberösterreich haben das Projekt Digiherb ins Leben gerufen, um die Digitalisierung im Lebensmittelanbau voranzutreiben, indem sie die Einsatzmöglichkeiten von Drohnentechnologie im Spezialkulturanbau evaluieren.
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Die Geschwister Schneiderbauer bauen im Innviertel Gewürze, u. a. Kümmel, an. © Schneiderbauer

Mit dem rasanten technologischen Fortschritt in der Drohnenindustrie haben Flugroboter in den letzten Jahren immer mehr Einzug in unseren Alltag gehalten. Neben ihren vielfältigen Einsatzmöglichkeiten wie beispielsweise bei der Personensuche, der Bergrettung oder als Luftposttechnologie, haben Drohnen auch in der Landwirtschaft einen großen Marktanteil und ersetzen dort teilweise gängige Landmaschinen. Sie werden unterstützend eingesetzt, indem Luftaufnahmen eine effizientere Begutachtung von Pflanzen ermöglichen. Zudem können Erntezeitpunkte und Düngemaßnahmen zum Schutz der Pflanzen aus den gesammelten Daten abgeleitet werden, was wiederum Betriebsmittel einspart, indem sie nur nach Bedarf eingesetzt werden. Während Teile der Landwirtschaft bereits erfolgreich digitalisiert sind, ist der Lebensmittelanbau – insbesondere der Gewürzanbau – noch weitgehend unerforscht. 

Aus diesem Grund hat das oberösterreichische Unternehmen Blickwinkel – digital service gemeinsam mit Schneiderbauer Gewürze das Projekt Digiherb ins Leben gerufen. Angesiedelt im Lebensmittel-Cluster der oberösterreichischen Standortagentur Business Upper Austria, will Digiherb nun eine Vorreiterrolle übernehmen und erforscht den Einsatz von Drohnen im Anbau von Blaumohn und Kümmel. Ziel des Projekts ist es, Grundlagenforschung im Bereich der Aussaattechnologie mittels Drohnen zu betreiben und Ansätze für eine effiziente und nachhaltige Lebensmittelproduktion zu schaffen. Das Projekt evaluiert auch die Einsatzmöglichkeiten der Drohnentechnologie im Spezialkulturanbau, da in diesem Bereich noch keine wissenschaftlichen Publikationen vorliegen.

“Neue Technologien sollen unterstützen, nicht überfordern” 

„Mit dem Projekt Digiherb wollen wir die Möglichkeiten der Digitalisierung in allen Facetten im Gewürzanbau prüfen und die neuen zukunftsträchtigen Möglichkeiten im Lebensmittelanbau nutzen und ausbauen. Das soll auch die Digitalisierung im Lebensmittelanbau vorantreiben“, sagt Heidrun Hochreiter, Managerin des Lebensmittel-Clusters, der das Projekt koordiniert und begleitet.

Um Betriebsmittel mittels Digitalisierung und aus Drohnenfahrten gewonnenen Daten gezielt einzusetzen, müssen Landwirt:innen den Schritt zur Digitalisierung wagen und die Prozesse verstehen. Hier kommt das Unternehmen Blickwinkel – digital service ins Spiel. Das Ingenieurbüro unter der Leitung von Michael Treiblmeier begleitet landwirtschaftliche Betriebe und Unternehmen bei ihrem digitalen Transformationsprozess. “Neue Technologien sollen unterstützen und nicht überfordern sowie gleichzeitig Effizienz und Nachhaltigkeit generieren. Der Drohneneinsatz zur Erfassung der Pflanzengesundheit und das Streuen aus der Luft sind kleine Auszüge aus dem gesamten Portfolio“, so Treiblmeier. 

Digiherb soll Grundlagenforschung im Spezialkulturanbau fördern 

Die für die Grundlagenforschung notwendigen Testfelder stellen die Geschwister Karin und Stefan Schneiderbauer zur Verfügung, die seit 2018 das Familienunternehmen Schneiderbauer Gewürze in Lambrechten führen. Der Betrieb Schneiderbauer beliefert Großbäckereien und Mühlen mit Leinsamen, Blaumohn, Kümmel und Brotgewürzen sowie den Einzelhandel mit Gewürzmischungen. Sowohl ihre Felder als auch die von mehreren Vertragslandwirt:innen werden mit Hilfe der Drohnentechnologie unterstützt. Als erster Ansatzpunkt des Projektes soll auf den Feldern von Schneiderbauer ermittelt werden, wie die Ausbringung des Saatgutes mittels Drohne möglich ist. 

„Die Aussaattechnologie mittels Drohne ist die am wenigsten erforschte Methode. Daher müssen wir mit Grundlagenforschung beginnen, um den idealen Prozess und die ideale Methode für die Aussaat des Blaumohns und verschiedener Gewürze zu ermitteln“, sagt Claudia Probst, Professorin für Agrartechnologie und -management an der Fachhochschule Oberösterreich am Campus Wels, die das Projekt wissenschaftlich begleitet. Dafür müssen laut den Projektpartner:innen gefärbte Saatgutkapseln hergestellt und ein Flugplan mit ersten Tests erstellt werden. Aus den gesammelten Daten wird die Saatgutausbringung kartiert und die optimale Flughöhe und Geschwindigkeit ermittelt. Nach den Feldversuchen werden die gesammelten Daten ausgewertet und interpretiert.

Digiherb soll mit Remote Sensing bedarfsgerechte Düngung ermöglichen 

Der Einsatz von Drohnen zur Düngung von Kümmel wird ebenfalls im Rahmen des Digiherb-Projekts erforscht. Derzeit wird Kümmel mit Stickstoff gedüngt, wobei die Dosierung vom Chlorophyllgehalt der Blätter abhängt. Bei niedrigem Gehalt wird mehr Stickstoff gedüngt, bei hohem Gehalt weniger. Der Chlorophyllgehalt kann bisher nur mit zeitaufwändigen und teuren Laborverfahren bestimmt werden. Das Projekt will mit Hilfe von Drohnen eine bedarfsgerechte Düngung ermöglichen. 

Die moderne Präzisionslandwirtschaft setzt hier bereits auf Fernerkundung, auch Remote Sensing genannt. Drohnen werden dafür mit verschiedensten Sensoren ausgestattet und liefern hochaufgelöste Bilder in verschiedenen Lichtspektren sowie weitere Daten über biologische und phänologische Merkmale der Pflanzen. Um diese Daten und Messungen an die Anforderungen der Praxis anzupassen und exakte Handlungsempfehlungen abzuleiten, beziehen wir breites Know-how und umfassende fachliche sowie praktische Expertise mit ein“, erklärt Michael Treiblmeier. 

Ergebnisse können für weitere Kulturpflanzen übernommen werden 

In einem nächsten Schritt will das Projektteam mit Hilfe von Drohnen ermitteln, wie sich natürliche Einflüsse wie die Bodenbeschaffenheit auf das Wachstum der Gewürze auswirken. “Die Ergebnisse können mit entsprechenden Modifikationen für weitere Kulturpflanzen übernommen werden. Somit sind wieder weitere Schritte in Richtung einer umweltschonenden, nachhaltigen Lebensmittelproduktion getan“, so Lebensmittel-Cluster-Managerin Hochreiter. 

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Doris Lippert (Microsoft | Director Global Partner Solutions und Mitglied der Geschäftsleitung) und Thomas Steirer (Nagarro | Chief Technology Officer)
Doris Lippert (Microsoft | Director Global Partner Solutions und Mitglied der Geschäftsleitung) und Thomas Steirer (Nagarro | Chief Technology Officer) | Foto: brutkasten

“No Hype KI” wird unterstützt von CANCOM Austria, IBM, ITSV, Microsoft, Nagarro, Red Hat und Universität Graz


Mit der neuen multimedialen Serie “No Hype KI” wollen wir eine Bestandsaufnahme zu künstlicher Intelligenz in der österreichischen Wirtschaft liefern. In der ersten Folge diskutieren Doris Lippert, Director Global Partner Solutions und Mitglied der Geschäftsleitung bei Microsoft Österreich, und Thomas Steirer, Chief Technology Officer bei Nagarro, über den Status Quo zwei Jahre nach Erscheinen von ChatGPT.

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„Das war ein richtiger Hype. Nach wenigen Tagen hatte ChatGPT über eine Million Nutzer”, erinnert sich Lippert an den Start des OpenAI-Chatbots Ende 2022. Seither habe sich aber viel geändert: “Heute ist das gar kein Hype mehr, sondern Realität“, sagt Lippert. Die Technologie habe sich längst in den Alltag integriert, kaum jemand spreche noch davon, dass er sein Smartphone über eine „KI-Anwendung“ entsperre oder sein Auto mithilfe von KI einparke: “Wenn es im Alltag angekommen ist, sagt keiner mehr KI-Lösung dazu”.

Auch Thomas Steirer erinnert sich an den Moment, als ChatGPT erschien: „Für mich war das ein richtiger Flashback. Ich habe vor vielen Jahren KI studiert und dann lange darauf gewartet, dass wirklich alltagstaugliche Lösungen kommen. Mit ChatGPT war dann klar: Jetzt sind wir wirklich da.“ Er sieht in dieser Entwicklung einen entscheidenden Schritt, der KI aus der reinen Forschungsecke in den aktiven, spürbaren Endnutzer-Bereich gebracht habe.

Von erster Begeisterung zu realistischen Erwartungen

Anfangs herrschte in Unternehmen noch ein gewisser Aktionismus: „Den Satz ‘Wir müssen irgendwas mit KI machen’ habe ich sehr, sehr oft gehört“, meint Steirer. Inzwischen habe sich die Erwartungshaltung realistischer entwickelt. Unternehmen gingen nun strategischer vor, untersuchten konkrete Use Cases und setzten auf institutionalisierte Strukturen – etwa durch sogenannte “Centers of Excellence” – um KI langfristig zu integrieren. „Wir sehen, dass jetzt fast jedes Unternehmen in Österreich KI-Initiativen hat“, sagt Lippert. „Diese Anlaufkurve hat eine Zeit lang gedauert, aber jetzt sehen wir viele reale Use-Cases und wir brauchen uns als Land nicht verstecken.“

Spar, Strabag, Uniqa: Use-Cases aus der österreichischen Wirtschaft

Lippert nennt etwa den Lebensmittelhändler Spar, der mithilfe von KI sein Obst- und Gemüsesortiment auf Basis von Kaufverhalten, Wetterdaten und Rabatten punktgenau steuert. Weniger Verschwendung, bessere Lieferkette: “Lieferkettenoptimierung ist ein Purpose-Driven-Use-Case, der international sehr viel Aufmerksamkeit bekommt und der sich übrigens über alle Branchen repliziert”, erläutert die Microsoft-Expertin.

Auch die Baubranche hat Anwendungsfälle vorzuweisen: Bei Strabag wird mittels KI die Risikobewertung von Baustellen verbessert, indem historische Daten zum Bauträger, zu Lieferanten und zum Bauteam analysiert werden.

Im Versicherungsbereich hat die UNIQA mithilfe eines KI-basierten „Tarif-Bots“ den Zeitaufwand für Tarifauskünfte um 50 Prozent reduziert, was die Mitarbeiter:innen von repetitiven Tätigkeiten entlastet und ihnen mehr Spielraum für sinnstiftende Tätigkeiten lässt.

Nicht immer geht es aber um Effizienzsteigerung. Ein KI-Projekt einer anderen Art wurde kürzlich bei der jüngsten Microsoft-Konferenz Ignite präsentiert: Der Hera Space Companion (brutkasten berichtete). Gemeinsam mit der ESA, Terra Mater und dem österreichischen Startup Impact.ai wurde ein digitaler Space Companion entwickelt, mit dem sich Nutzer in Echtzeit über Weltraummissionen austauschen können. „Das macht Wissenschaft zum ersten Mal wirklich greifbar“, sagt Lippert. „Meine Kinder haben am Wochenende die Planeten im Gespräch mit dem Space Companion gelernt.“

Herausforderungen: Infrastruktur, Daten und Sicherheit

Auch wenn die genannten Use Cases Erfolgsbeispiele zeigen, sind Unternehmen, die KI einsetzen wollen, klarerweise auch mit Herausforderungen konfrontiert. Diese unterscheiden sich je nachdem, wie weit die „KI-Maturität“ der Unternehmen fortgeschritten sei, erläutert Lippert. Für jene, die schon Use-.Cases erprobt haben, gehe es nun um den großflächigen Rollout. Dabei offenbaren sich klassische Herausforderungen: „Integration in Legacy-Systeme, Datenstrategie, Datenarchitektur, Sicherheit – all das darf man nicht unterschätzen“, sagt Lippert.

“Eine große Herausforderung für Unternehmen ist auch die Frage: Wer sind wir überhaupt?”, ergänzt Steirer. Unternehmen müssten sich fragen, ob sie eine KI-Firma seien, ein Software-Entwicklungsunternehmen oder ein reines Fachunternehmen. Daran anschließend ergeben sich dann Folgefragen: „Muss ich selbst KI-Modelle trainieren oder kann ich auf bestehende Plattformen aufsetzen? Was ist meine langfristige Strategie?“ Er sieht in dieser Phase den Übergang von kleinen Experimenten über breite Implementierung bis hin zur Institutionalisierung von KI im Unternehmen.

Langfristiges Potenzial heben

Langfristig stehen die Zeichen stehen auf Wachstum, sind sich Lippert und Steirer einig. „Wir überschätzen oft den kurzfristigen Impact und unterschätzen den langfristigen“, sagt die Microsoft-Expertin. Sie verweist auf eine im Juni präsentierte Studie, wonach KI-gestützte Ökosysteme das Bruttoinlandsprodukt Österreichs deutlich steigern könnten – und zwar um etwa 18 Prozent (brutkasten berichtete). „Das wäre wie ein zehntes Bundesland, nach Wien wäre es dann das wirtschaftsstärkste“, so Lippert. „Wir müssen uns klar machen, dass KI eine Allzwecktechnologie wie Elektrizität oder das Internet ist.“

Auch Steirer ist überzeugt, dass sich für heimische Unternehmen massive Chancen eröffnen: “Ich glaube auch, dass wir einfach massiv unterschätzen, was das für einen langfristigen Impact haben wird”. Der Appell des Nagarro-Experten: „Es geht jetzt wirklich darum, nicht mehr zuzuwarten, sondern sich mit KI auseinanderzusetzen, umzusetzen und Wert zu stiften.“


Folge nachsehen: No Hype KI – wo stehen wir nach zwei Jahren ChatGPT?


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Die Partner von No Hype KI
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