Forschung Bonn/Jülich

PhenoRob startet in Feldphase

Die Uni Bonn startet mit ihrem Robotikprojekt PhenoRob mit 15 Experimenten in die Feldphase. Ziel ist, grundlegende neue Erkenntnisse über das Wachstum von Pflanzen zu bekommen.

Das Exzellenzcluster „PhenoRob - Robotik und Phänotypisierung für Nachhaltige Nutzpflanzenproduktion“ der Universität Bonn startet in dieser Anbausaison in seine Feldphase – mit insgesamt etwa 15 Experimenten an unterschiedlichen Standorten.

Zentral sind die Feldexperimente am Campus Klein-Altendorf der Universität Bonn. Unter großem Druck stand demnach das Team um Geschäftsführer Prof. Dr. Ralf Pude, die Aussaat unter den neuen Sicherheitsbedingungen wegen der Corona-Pandemie so gut es geht durchzuführen. Die Saat sei inzwischen erfoklgreich abgeschlossen.

Die Messungen per Drohne haben unmittelbar nach der Pflanzung begonnen und werden während der gesamten Saison fortgesetzt. Die Drohnenpiloten fliegen mit unterschiedlichen Drohnen und Sensoren in regelmäßigen Abständen von etwa ein bis zwei Wochen. Die Daten werden für verschiedene Forschungsfragen im Exzellenzcluster PhenoRob gesammelt und genutzt. Dabei kann man grundsätzlich zwischen mehreren Arten von Messungen unterscheiden. So setzt zum Beispiel die Geodäsie Messverfahren für Oberflächen ein, um ein 3D-Modell der Pflanze und deren Entwicklung zu erstellen. Durch die Bildaufnahme aus verschiedenen Blickwinkeln und dem Einsatz von Laserscannern wird das Wachstum der Pflanze von außen erfasst und dreidimensional dargestellt.

Um den Zustand der Pflanze von innen zu messen, werden vom Forschungszentrum Jülich spektral auflösende Verfahren eingesetzt. Spezielle Farbkameras lösen das Licht, welches von den Pflanzen reflektiert wird, in verschiedene Farben auf. Sie können die unterschiedlichen Farbspektren sehr gut und fein auseinanderhalten und erkennen, welche Pigmente in der Pflanze vorhanden sind. So kann beispielsweise Trockenheit oder Krankheit der Pflanze anhand von Verfärbungen der Blätter früher als mit dem menschlichen Auge erkannt werden. Alle diese Verfahren dienen dem Exzellenzcluster dazu, grundlegende neue Erkenntnisse über das Wachstum von Pflanzen zu bekommen, um dieses Wissen für eine nachhaltige Landwirtschaft einzusetzen.

Obwohl die Feldexperimente gestartet sind und bereits Drohnenflüge laufen, werden die diesjährigen Daten nicht die Dichte und Qualität wie üblich erreichen, erklärt Uwe Rascher. So fand zum Beispiel in vorherigen Jahren stets ein Masterkurs mit 15 bis 20 Studierenden statt, welche die Feldversuche begleiten und eigenes Material sammeln. Dieses Jahr wird der Kurs nur online gehalten werden können, also ohne eigene Datenerhebung. Auch die bereits geplante Beteiligung internationaler Forscherinnen und Forscher für Messungen muss in Zeiten von Corona ausfallen.

Für die kommenden Jahre ist aber schon Hilfe in Sicht: Dann wird nämlich der neu entwickelte Roboter für das automatisierte Sammeln von Daten auf dem Feld genug getestet und einsatzbereit sein.

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Über PhenoRob

Um eine weltweite Lebensmittelversorgung sicherzustellen, forscht die Universität Bonn zusammen mit dem Forschungszentrum Jülich im Cluster "PhenoRob - Robotik und Phänotypisierung für Nachhaltige Nutzpflanzenproduktion" an Methoden und neuen Technologien, um Pflanzen zu beobachten, zu analysieren, besser zu verstehen und gezielt zu behandeln.

Dafür werden Felder aus der Luft sowie vom Boden aus überwacht. Computer verarbeiten diese Sensordaten so, dass Roboter automatisch einzelne Pflanzen ansteuern und behandeln können. Dies soll helfen, Landwirtschaft effizienter zu machen, neue Erkenntnisse über Pflanzenwachstum zu gewinnen und den Einsatz von chemischen Hilfsmitteln zu vermeiden. Die Konzentration und Vernetzung international renommierter Forschender in der Geodäsie, der Informatik und den Agrarwissenschaften in Bonn ist einzigartig und in dieser Form an keinem anderen Standort verfügbar.


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