Fraunhofer-Leitprojekt Cognitive Agriculture

Im Fraunhofer-Leitprojekt »Cognitive Agriculture« (COGNAC) forschen acht Fraunhofer-Institute gemeinsam an Technologien zur Digitalisierung, Automatisierung und Elektrifizierung landwirtschaftlicher Prozesse. Sie sollen helfen, die hohe Produktivität und Qualität konventioneller Landwirtschaft zu erhalten und mit den Zielen eines nachhaltigen ökologischen Landbaus in Einklang zu bringen.

Eine Schlüsselrolle kommt dabei Messdaten zu, die analog zum Konzept des Industrial Dataspace (IDS) als Plattform eines digitalen Ökosystems bereitgestellt werden sollen. Dieser »Agricultural Dataspace« wird Landwirten, Behörden oder Umweltorganisationen Zugang zu einer breiten Datenbasis über komplexe Zusammenhänge in der Landwirtschaft ermöglichen. So entsteht eine valide Entscheidungsgrundlage für landwirtschaftliche Arbeitsprozesse und Betriebsabläufe.

Im Projekt werden Sensortechnologien zur automatisierten Erfassung von Umweltparametern weiterentwickelt. »Cognitive Agriculture« verknüpft Daten bodengestützter Sensorsysteme (z.B. auf Feldrobotern) mit Fernerkundungs-, Wetter- sowie Ertragsdaten und wertet die großen Datenmengen über längere Zeithorizonte aus. Das Projekt umfasst die Forschungsschwerpunkte:

Agricultural Data Space: offener Datenaustausch in einem agrarspezifischen digital vernetzten Ökosystem
Neuartige Sensorik: automatisierte Interpretation und Entscheidungsunterstützung auf Basis hochaufgelöster Messdaten aus luft- oder bodengestützten Systemen unter Verwendung mehrkanaliger Messinformationen
Innovative Automatisierungskonzepte: autonome Feldrobotik für pflanzenspezifische Feldarbeit sowie als robotergeführte Sensorik-Plattformen mit spezifischen Sensorsystemen.

Forschungsschwerpunkt Fraunhofer IPM

Konzeption eines robusten, kostengünstigen, hochauflösenden, hyperspektralen 3D-Sensors
Entwicklung eines kleinen, leichten, hochauflösenden Bodensensors für Lachgas (N₂O) auf Basis von Laserspektroskopie
Drohnenbasierte multispektrale Laserscan-Verfahren zur Sensierung des Pflanzenzustands
Offline-Datenverarbeitung zur seismischen Bildgebung, Phänotypisierung, Pflanzengesundheit, Datenauswertung (Befahrbarkeitsanalyse, Monitoring pedologischer und vegetativer Parameter)

Projektfinanzierung

Das Projekt »Cognitive Agriculture« wird im Rahmen der Initiative »Leitprojekte – Schnelle Umsetzung für den Markt« von der Fraunhofer-Gesellschaft gefördert.

Projektpartner

Projektlaufzeit

10 /2018 bis 09/2022

www.cognitive-agriculture.de (iese.fraunhofer.de)

Auszug aus unserem Jahresbericht 2018/2019

Sensoren für eine
effizientere Landwirtschaft

Weltweit werden pro Jahr über 120 Mio. Tonnen Stickstoff auf die Äcker ausgebracht. Für den optimalen Ertrag würde jedoch weniger als ein Drittel dieser Menge genügen. Das Zuviel an Stickstoff belastet nicht nur Böden und Gewässer, sondern wirkt sich auch in Form von Lachgas negativ aufs Klima aus. Ziel muss eine bedarfsgerechte Düngung sein. Messtechnik von Fraunhofer IPM hilft, dieses Ziel zu erreichen.

Artikel lesen

Blog/Fraunhofer IESE

»Dem Stickstoff auf der Spur«

D. Wiedenmann und J. Wöllenstein vom Fraunhofer IPM präsentieren erste Ergebnisse eines »Lachgasmesssystems«.

Beitrag jetzt lesen (blog.iese.fraunhofer.de)

Hintergrund

Digitalisierung als Chance für die Landwirtschaft

Die Industrialisierung hat auch die Landtechnik in den vergangenen Jahrzehnten stark geprägt. Immer größere Arbeitsbreiten und -geschwindigkeiten sowie steigende Automatisierungsgrade haben nicht nur die Produktivität, sondern auch das Maschinengewicht drastisch erhöht. Auch führen Düngung, übermäßiger Einsatz von Herbiziden, Pestiziden und Fungiziden oder verschiedene Arten gentechnisch veränderten Pflanzgutes zu bleibenden Schädigungen der Biosphäre. Als Alternative dazu hat sich der Ökolandbau entwickelt. Hier steht die ressourcenschonende Landwirtschaft im Vordergrund und man nimmt dabei bewusst Einbußen hinsichtlich der Produktivität hin. Mit der Agenda 2030 der UNO für »Ernährungssicherheit und nachhaltige Landwirtschaft« weltweit sollen Nachhaltigkeit und Produktivität in Einklang gebracht werden. Mit diesem im Einklang steht das neue Leitprojekt »Cognitive Agriculture« der Fraunhofer-Gesellschaft.

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