02.07.2019

Roboter von Startups erledigen in diesem Sommer die Feldarbeit

Das AIL hat sechs Roboter ausgewählt, die im Rahmen der Robotics Challenge 2019 einen nachhaltigen Nutzen für die Landwirtschaft stiften sollen. Sie helfen zum Beispiel bei der Unkrautbekämpfung und bei der Ernte.
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Roboter Landwirtschaft
"Robotti" hilft bei Aussaat, Düngung, Unkrautregulierung und Ernte. (c) Georges Schneider

„Infolge der immer raueren Bedingungen für die Landwirtschaft – nicht zuletzt infolge des Klimawandels – sehen wir es als wichtige Dienstleistung des Lagerhaus-Verbunds, nach immer innovativeren Agrar-Lösungen zu suchen“, sagt Christoph Metzker, RWA-Bereichsleiter und Beiratsvorsitzender des Agro Innovation Labs: „Es geht darum, das bäuerliche Arbeiten moderner, effizienter und attraktiver zu gestalten. Gerade die Robotik bietet sehr interessante Einsatzgebiete gerade auch für die heimische Landwirtschaft und hat das Potential, diese zukünftig zu revolutionieren.“

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Die RWA Raiffeisen Ware Austria AG ist das Großhandels- und Dienstleistungsunternehmen der Lagerhausgenossenschaften in Österreich., zu der wiederum 90 eigenständigen und regionalen Genossenschaften im Eigentum bäuerlicher Mitglieder mit mehr als 1.000 Standorten und rund 12.000 Mitarbeitern gehören. Gemeinsam mit der BayWa AG hat die RWA eine Innovationsplattform namens Agro Innovation Lab GmbH (AIL) ins Leben gerufen, mit der Innovationen für die Landwirtschaft zugänglich gemacht werden.

(c) Georges Schneider

In den vergangenen drei Jahren wurden dadurch bereits 650 Startups aus 60 Ländern beim Markteintritt unterstützt. Dieses Jahr liegt der Fokus auf einer weiteren zukunftsträchtigen Technologie: Robotik.

Robotics Challenge 2019 für Roboter in der Landwirtschaft

Im Zuge dieser Herangehensweise wurde auch die Robotics Challenge 2019“ ins Leben gerufen, bei der das AIL die besten Agrar-Roboter sucht. In einem ersten Kick-off Ende Juni wurden dabei sechs Roboter identifiziert, die von Startups entwickelt wurden, bereits funktionsfähige Prototypen entwickelt haben und das Potenzial besitzen, die Landwirtschaft nachhaltig zu verändern.

Besonders für die autonome Unkrautregulierung, sowie für die Obst- und Gemüseernte sieht man beim AIL Potenzial. Die sechs ausgewählten Finalisten aus insgesamt 34 Einreichungen sind konkret:

  • Agrointelli, Dänemark / „Robotti“: Entwicklung eines autonomen und vielseitig einsetzbaren Geräteträgers, an dem Maschinen zur Aussaat, Düngung, Unkrautregulierung und Ernte angebracht werden können. Damit bietet dieser Roboter Einsatzmöglichkeiten sowohl im Acker- als auch Gemüsebau.
  • Cerescon, Niederlande / „Sparter“: Entwicklung eines Roboters für die Ernte von weißem Spargel. Der an einem Traktor angehängte Roboter erkennt mittels Sensoren den reifen Spargel an der Oberfläche. Der Spargel wird nach Erreichen einer entsprechenden Mindestgröße vom Roboter eigenständig geerntet, wobei jeweils zwei bis drei Reihen parallel bearbeitet werden können.
  • Deepfield Robotics, Deutschland: Entwicklung von Robotern, die Unkraut in Reihenkulturen autonom regulieren. Mittels Zugriff auf 4,3 Millionen aufgenommene Bilder können die Roboter zwischen 35 verschiedenen Pflanzengattungen unterscheiden.
  • Mascor / FH Aachen, Deutschland / „Etarob“: Entwicklung eines Roboters zur selektiven Unkrautregulierung auf Grundlage von elektro-physikalischen Prinzipien, der bei jeglichen Wetterbedingungen und bei Nacht eingesetzt werden kann. Dieser kann bei Reihenkulturen bzw. im Gemüseanbau zwischen den Reihen eingesetzt werden. Weiterentwicklungen fokussieren auf eine selektive Düngung sowie speziell die Ernte von Eisbergsalat und Kartoffeln.
  • Saga Robotics, Norwegen: Entwicklung von modularen Robotern zur UV-Behandlung gegen Mehltau sowie zur autonomen Ernte von Erdbeeren. Diese eignen sich zum Einsatz in Glas- und Folienhäusern sowie in Obstgärten und Ackerflächen.
  • Tensorfield, USA / Hongkong: Entwicklung von autonomen Robotern zur thermalen Unkrautregulierung in Reihenkulturen mittels Einsatz von erhitztem Raps-Öl in Lebensmittelqualität. Entwicklung der visuellen Erkennung an Gemüsepflanzen sowie Spezialisierung auf Spinat und Römersalat.

Feldarbeit im Sommer, Finale im September

Im Laufe des Sommers nehmen die Unternehmen an so genannten Challenge Weeks und Feldversuchen teil, die in Österreich, Deutschland und zum Teil an den Standorten der Teilnehmer stattfinden. Im Rahmen der Zusammenarbeit mit dem AIL werden die Roboter intensiv geprüft, technisch angepasst und deren Marktpräsenz unterstützt, beziehungsweise in einem nächsten Schritt deren Markteinführung vorbereitet.

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Mitte September werden schließlich im Rahmen der Robotics Challenge Finals die Wettbewerbs-Gewinner verkündet. AIL-Geschäftsführer David Saad sieht jedenfalls schon jetzt viel Potenzial in der Robotik. „Die Teilnehmer der AIL Robotics Challenge zeigen deutlich, dass die Robotik in bestimmten Teilbereichen der Landwirtschaft bereits sehr weit ist“, sagt er: „Es ist Zeit, sich auch hierzulande mit dieser Entwicklung und deren Einsatzgebieten auseinanderzusetzen, um frühzeitig zu partizipieren.“ Aus diesem Grund habe man sich bewusst für die Förderung dieses Innovationsfelds entschieden und freue sich bereits auf die Ergebnisse der Challenge.“

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Mit der offiziellen Inbetriebnahme von MUSICA am 3. Juli wurde die österreichweite Rechenleistung erheblich gesteigert. Der Supercomputer soll wissenschaftlichen Einrichtungen, Unternehmen und der öffentlichen Verwaltung dienen.

„MUSICA ist ein Meilenstein für den Forschungsstandort Österreich. Der Supercomputer schafft die Grundlage dafür, dass Spitzenforschung, Künstliche Intelligenz, Quantentechnologien und Innovation auch künftig in Österreich auf höchstem Niveau stattfinden können. Wer die Zukunft gestalten will, muss heute in die dafür notwendige Infrastruktur investieren“, so Eva-Maria Holzleitner, Bundesministerin für Frauen, Wissenschaft und Forschung zur Inbetriebnahme des Computers.

KI, Quanten und High-Performance

MUSICA arbeitet mit einer Gesamtleistung von 45.11 Petaflops. Das entspricht einer Leistung von 45.000 Standard-Laptops, sofern alle auf Hochtouren laufen. Ausgestattet mit über 1.000 hochmodernen Spezial-Prozessoren (Grafikkarten) liefert die Anlage eine enorme Rechenleistung, die für das Training großer KI-Modelle notwendig ist. Gleichzeitig ermöglicht das System anspruchsvolle Computersimulationen und die Verarbeitung riesiger Datenmengen in Rekordzeit.

Über MUSICA sei auch Österreichs erster produktiv nutzbarer Quantencomputer „niederschwellig“ erreichbar: Mit dem Ionenfallen-Quantencomputer OTTER und maßgeschneiderten Ausbildungsangeboten erweitern wir den ASC um die dritte Zukunftstechnologie im Scientific Computing: High Performance Computing, Künstliche Intelligenz und Quantencomputing auf internationalem Niveau ergeben so einen Leuchtturm in der europäischen Forschungslandschaft“, so Gregor Weihs, Vizerektor für Forschung an der Universität Innsbruck.

Zusammenschluss von Unis

Das Supercomputer-Projekt basiert auf der langjährigen Zusammenarbeit heimischer Universitäten und Forschungseinrichtungen innerhalb des ASC-Konsortiums (Austrian Scientific Computing, früher bekannt als Vienna Scientific Cluster). Die TU Wien übernimmt die Projektkoordination. Zu den weiteren Partnern zählen die Universität Wien, die Universität für Bodenkultur Wien (BOKU), die Universität Innsbruck, die Technische Universität Graz sowie die Johannes Kepler Universität Linz. Ergänzt wird der Zusammenschluss durch das Institute of Science and Technology Austria (ISTA), das das Konsortium als jüngstes Mitglied unterstützt.

„Universitäten sind die Wurzeln, aus denen das Wissen und der Fortschritt der Menschheit wachsen. Dazu müssen wir zusammenarbeiten, und MUSICA ist ein gelungenes Beispiel für diese Art der Kooperation“, so Alberta Bonanni, Vizerektorin für Forschung und Internationales der Johannes Kepler Universität Linz.

Multi-Site-Architektur

Der Supercomputer steht nicht in einem einzigen Rechenzentrum, sondern ist physisch auf drei verschiedene Standorte aufgeteilt. Diese sind das Science Center der TU Wien, die Universität Innsbruck und die Johannes Kepler Universität in Linz. Obwohl die Hardware räumlich getrennt ist, sind die Systeme intelligent miteinander vernetzt und werden zentral verwaltet, sodass sie für die Forschenden wie ein einziger, gigantischer Computer funktionieren. Sollte es an einem Standort zu einem Ausfall kommen, kann an den anderen der Betrieb fortgeführt werden.

45 Mio. Euro Fördermittel

Für den Aufbau des Supercomputers MUSICA und die Anschaffung des Quantencomputers QACI fließen insgesamt 45 Millionen Euro an Fördergeldern. 20 Millionen Euro kamen von Seiten der Österreichischen Forschungsförderungsgesellschaft FFG, 16 Mio. vom Bundesministerium für Frauen, Wissenschaft und Forschung. Die Beschaffung und HPC-Integration des Quantencomputers im Projekt QACI wurde zusätzlich mit 9 Millionen Euro unterstützt.

Errichtung gesichert – Erhaltung fraglich

Eine offene Frage wird bleiben, wie sich die Erhaltung des Computers langfristig finanziert. Während Errichtung und Beschaffung abgedeckt sind, werden laufende Kosten wie Kühlung und Stromversorgung zunächst von den Universitäten gedeckt. Durch die derzeit geplanten Budgetkürzungen an Universitäten entstehen Sorgen: „Wenn bei den Universitätsbudgets gekürzt wird, trifft das nicht nur Hochleistungsrechnen und KI – es würde auch Österreichs ersten Quantencomputer massiv in seiner Nutzung und Weiterentwicklung betreffen“, betont Gregor Weihs.

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