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Smarter Weinberg – Robotik, Daten- und Bildanalyse im Einsatz für die Winzer

Aktualisiert: 11. Mai

Koblenz(RZ). Leise surren die vier Rotoren der High-Tech-Drohne über den Weinhängen hoch über der Mosel. Ausgerüstet mit Spezialkameras und Sensoren schwebt sie zielgenau über die Steilstlagen am Bremmer Calmont. Unten im Hang steht der Winzer mit der Fernsteuerung und dirigiert die Drohne. Sie sammelt eifrig Daten. Die Daten benötigt eine zwischen den Rebstöcken wartende Roboterraupe, um mit der Entlaubung im Wingert anfangen zu können. Wochen zuvor war die Drohne auch schon im Einsatz. Im Frühjahr dienten die gewonnenen Bild-Daten dazu, um mit der Drohne so wenig Spritzmittel wie nötig gezielt über die Rebstöcke zu verteilen.



So oder ähnlich könnte für die Moselwinzer Kilian Franzen oder Mathias Weis in Zukunft ein Arbeitstag beginnen. „Ich liebe die Arbeit im Wingert,“ sagt der begeisterte Winzer, „auch wenn sie schwer ist. Wenn ich durch das Projekt Entlastung bekäme, wäre ich schon froh.“ Das Projekt nennt sich „Smarter Weinberg“ und ist eines von 14 Projekten, das im Rahmen des 5G-Innnovatonswettbewerbs des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur mit 3,7 Millionen Euro gefördert wird.


Mit künstlicher Intelligenz in den Weinberg Die Idee, sich an dem Wettbewerb zu beteiligen, ergab sich durch die Kooperation des Landkreises Cochem-Zell mit Frau Prof. Dr. Maria Wimmer vom Fachbereich Informatik der Universität in Koblenz. Als der Wettbewerb ausgerufen wurde, überlegte man zusammen, welches 5G-Projekt für die Region interessant sein könnte. Es sollte etwas Typisches für die Region sein. Typisch ist der Weinbau, vor allem die Steilstlagen, eine Kulturlandschaft, die unbedingt erhalten bleiben sollte. Die aber mit arbeitsintensiver und schwerer Arbeit einhergeht und bei der an Automatisierung noch nie gedacht wurde. „Damit war für uns das Thema gefunden“, sagt Prof. Wimmer. „Wie können wir die Winzerinnen und Winzer in den Steil-/Steilstlagen an der Mosel mit Robotik und Künstlicher Intelligenz unterstützen?“




„Es geht also nicht um Werbebilder, sondern um riesige Rechenaufgaben. Dazu braucht es eine Kombination aus mathematischen Methoden und Geowissenschaften oder auch Biologie. Wir sind froh, als Koblenzer Start up so gute Kontakte zu haben zu den Universitäten in Koblenz und Mainz, aber auch deutschlandweit, und auf diesem Weg auch Mitarbeiter begeistern zu können. Die in der Wissenschaft entwickelten Methoden können ihren Nutzen nur durch die Anwendung in der Wirtschaft entfalten.“ Ralf Hoffmann, AeroDCS


Mit ins Boot genommen werden musste unbedingt der Kollege Prof. Dr.-Ing. Dietrich Paulus, Leiter der Arbeitsgruppe Aktives Sehen im Fachbereich Informatik und Rekordweltmeister im Bereich Servicerobotik. Begeistert von dem Projekt sagte er sofort zu. Petra Dettmer

Für die mechanische Umsetzung konnte Prof. Wimmer die Wittlicher Firma Clemens Technologies gewinnen, einen Spezialisten für Landmaschinentechnik, der u. a. Raupen und Entlauber für den Weinberg herstellt. Auch das Koblenzer Start up AeroDCS war sofort begeistert, sein Know-How auf dem Feld der aerialen Fernerkundung mit einzubringen. Sie stellen die Drohne, die aus der Luft die unterschiedlichsten Daten sammelt. Die önologische Expertise wird von den beiden Winzerbetrieben sowie vom Dienstleistungszentrum Ländlicher Raum (Mosel) eingebracht.




„Bei unseren Dienstleistungen geht es nur scheinbar darum, mit einer Drohne die Gegend abzufliegen und nette Bilder zu machen. Das kann heute jeder. Die eigentliche Arbeit besteht darin, einige tausend Bilder zusammenzufügen zu einem Millionen-Pixel-Bild und mehrere solcher Riesenbilder aus unterschiedlichen Winkeln zu einem 3D Modell umzuformen. Dazu kommt eine automatische Mustererkennung, vielleicht eine Multispektralbetrachtung, und erst durch solche extrem rechenintensiven Schritte entsteht das, worum es eigentlich geht: Aus Millionen an Informationen eine darüberliegende Erkenntnis zu gewinnen.“ Ralf Hoffmann, AeroDCS


Kulturgut erhalten „Die Vernetzung verschiedener Fachbereiche von Informatik bis Geologie dann in konkreten Feldprojekten zusammenzubringen, macht uns als Startup riesig Spaß“, sagt Geschäftsführer Ralf Hoffmann. „Wir bringen das Praxiswissen dazu, das Projektmanagement und auch die flugtechnische Erfahrung. So geht es am Ende nicht um akademische Experimente, sondern um angewandte und umgesetzte Forschung, die im Smarten Weinberg die Bewirtschaftung von Steillagen als Kulturgut erhalten kann.“ Das Zusammentragen und die Auswertung aller Daten übernehmen Prof. Wimmer und Prof. Paulus mit ihren Teams. „Unsere Studierenden können durch die Mitarbeit im Projekt oder durch unsere im Projektkontext betreuten studentischen Lernprojekte sehr gute Kompetenzen aufbauen im Bereich Künstlicher Intelligenz, Bildverarbeitung, Datenplattformen, Datenschutz und insbesondere wie man über ein IoT-Sensornetz und einen 5G-Anschluss neuen Service aufbauen kann“, erklärt Prof. Wimmer die Aufgaben der Uni. „Vernetzte Daten ist mein Themenbereich“, erklärt Prof. Wimmer die Aufgabenteilung. „Aus den Datenauswertungen erkennen wir, worin der größte Nutzen besteht und was letztendlich alles überhaupt möglich ist. Aus diesen Daten heraus werden die Geräte wieder angesteuert, um z. B. zu entlauben, Bodenbearbeitung zu machen oder gezielt zu spritzen, um so weniger Pflanzenschutzmittel auszubringen.“ Im Januar hat das bunt gemischte Team mit dem Projekt „Smarter Weinberg“ begonnen. „Im ersten Halbjahr sind wir in der Planungs- und Analysephase“, so Prof. Wimmer. „Wir überlegen, welche Daten wir benötigen, um die Geräte zu steuern, welche Übertragungsgeräte werden benötigt, welche Mechanik entwickelt werden muss.“ Ziel ist es, dass Kilian Franzen und Mathias Weis in drei Jahren wirklich im Weinberg stehen und mit Unterstützung von High-Tech und Robotik ihre Weinberge pflegen und so nicht nur Hilfe bei der Arbeit erhalten, sondern auch als attraktiver Arbeitgeber Personal gewinnen und die einmalige Kulturlandschaft erhalten können.

5G bezeichnet das Netz der fünften Mobilfunkgeneration und ist damit direkter Nachfolger von LTE beziehungsweise Advanced LTE (4G) und UMTS (3G). Der neue Standard zielt auf höhere Datenraten, verbesserte Kapazität und ein intelligentes Netz ab. Für Unternehmen eröffnen sich neue Möglichkeiten bei der Digitalisierung.


Artikel erschienen in der Rhein-Zeitung Koblenz, Sonderbeilage



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