Fraunhofer-Leitprojekt »Cognitive Agriculture«

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

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.