Wie KI die europäische Weinindustrie stärken kann

Die Einführung der Präzisionslandwirtschaft in den Weinbergen könnte im Weinbau helfen, die Produktionseffizienz zu erhöhen und die Wettbewerbsfähigkeit dieses äußerst wichtigen Sektors zu steigern.

Digitale Wirtschaft

Der gesamte Agrarsektor steht derzeit unter extremem Druck. Landwirtschaftliche Betriebe müssen nicht nur eine wachsende Weltbevölkerung ernähren, sondern auch nachhaltiger arbeiten, um die Umwelt für künftige Generationen zu schützen. Der Klimawandel hat zudem Auswirkungen auf die landwirtschaftlichen Praktiken. Sich ändernde Wettermuster sowie Dürren und Überschwemmungen können sich auf die Produktivität auswirken. Landwirtschaftliche Betriebe setzen zunehmend auf neue Technologien wie die Präzisionslandwirtschaft, um diese Herausforderungen zu bewältigen und ihre Produktionseffizienz zu steigern. „Bei der Präzisionslandwirtschaft handelt es sich um eine Betriebsführungsstrategie, die Instrumente wie KI und Robotik einsetzt, um eine optimale Gesundheit und Qualität der Ernte zu gewährleisten“, erklärt die Koordinatorin des Projekts BACCHUS, Zoe Doulgeri von der Aristoteles-Universität Thessaloniki in Griechenland. „Besonders die intelligente, automatisierte und selektive Ernte kann zu erheblichen Produktivitätssteigerungen führen, indem unreife Pflanzen auf dem Feld belassen werden, um sie reifen zu lassen.“

Herausforderungen bei der automatisierten Ernte

Um sicherzustellen, dass eine solche Automatisierung Vorteile bringt, müssen für die landwirtschaftlichen Betriebe jedoch gewährleistet sein, dass die Robotersysteme die gleiche Geschicklichkeit besitzen wie menschliche Arbeitskräfte. Bei der Weinlese zum Beispiel können u. a. Stämme, Äste und schweres Laub eine effektive Ernte erschweren. „Die Pflanzen werden oft von diesen Blättern und Ästen verdeckt“, kommentiert Doulgeri. „Eine optimale Sicht und ein sorgfältiges Schneiden können für Ernteroboter daher schwierig sein. Eine weitere Herausforderung besteht darin, den Reifegrad einer Pflanze genau einzuschätzen.“

Roboter mit fortgeschrittenen kognitiven Kapazitäten

Ein Hauptziel des Projekts BACCHUS war es, Möglichkeiten zur Verbesserung der Überwachung und Ernte von Weintrauben zu finden. Das Projektteam wollte herausfinden, ob Instrumente der Präzisionslandwirtschaft für eine kostengünstige und effiziente Durchführung dieser Arbeiten entscheidend sein könnten. „Wir haben zwei kollaborierende Roboter entwickelt, die Inspektions- und selektive Erntevorgänge miteinander verbinden“, so Doulgeri. „Sie sind mit technisch anspruchsvollen Sensoren und Analyseinstrumenten ausgestattet.“ Zu diesen Instrumenten gehören visuelle und hyperspektrale Bilder, die zur Kartierung des Weinbergs und zur Überwachung der Kulturen während der Vegetationsperiode eingesetzt werden, um den Ertrag vorherzusagen. Neben der Begutachtung von Pflanzen und der Datenerfassung wurde einer der Roboter auch für die Ernte mit zwei Händen konzipiert. Einer der Arme war mit einem Greifer ausgestattet, der sich an die Form und Größe des Ernteguts anpassen ließ, während der andere eine Kamera und ein Schneidewerkzeug enthielt, um die Stängel zu betrachten und zu schneiden. Schließlich wurden die Roboter mit fortgeschrittenen kognitiven Kapazitäten und Entscheidungskompetenzen ausgestattet, durch die sie entscheiden können, ob eine Pflanze abgeerntet oder die Trauben am Stock belassen werden sollten.

KI und sensorische Technologie für Rebflächen

Der Prototyp der Roboterplattform wurde auf einer Rebfläche erprobt und bei verschiedenen Rebsorten eingesetzt. So konnte das Projektteam prüfen, wie KI und sensorische Technologien genutzt werden können, um den Reifegrad von Pflanzen genau zu bestimmen, und wie Ernteroboter zur selektiven Ernte von Trauben eingesetzt werden können. Die Anwendung dieser Innovationen könnte im Weinbau zu erheblichen Kosteneinsparungen führen, indem unnötige Arbeitskosten eingespart und die Qualität und der Wert des Endprodukts gesteigert werden. Für Doulgeri und ihr Team geht es ebenso darum, die Arbeitsbedingungen der landwirtschaftlichen Betriebe und ihrer Arbeitskräfte zu verbessern, indem sie einen Teil der mühsamen Arbeit bei der Weinerzeugung automatisieren. „Zu den nächsten Schritten gehört die weitere Optimierung dieser Technologien auf der Grundlage einiger der Lektionen, die wir aus diesen Einsätzen gelernt haben“, fügt Doulgeri hinzu. „Wir wollen unser System auch weiterentwickeln, um es finanziell attraktiv zu gestalten.“

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