Neue KI-Themenstation im TouchTomorrow-Truck überzeugt durch Anschaulichkeit und Lebensweltbezug.
Gemeinsam mit dem Experimentierfeld Agro-Nordwest, der RheinSiteMedia sowie der IW Medien GmbH und dem Designatelier Rolf Rongen macht die Dr. Hans Riegel-Stiftung das komplexe Thema Künstliche Intelligenz im TouchTomorow-Truck greifbar.
Die Weltbevölkerung wächst stetig. Damit sie in Zukunft trotzdem satt wird, muss die Menschheit ihre Ernährung anpassen. Insekten und Algen könnten dann auf dem Speiseplan stehen. Zudem muss die Agrarproduktion trotz schrumpfender Flächen um zwei Drittel gesteigert werden. Gelingen kann dies mit modernster Technik, die mit umweltschonenden Verfahren hohe Erträge auf den verfügbaren Ackerflächen erzielt. Selbstfahrende Traktoren, Feldroboter und Drohnen – die Landwirtschaft ist bereits in Teilen digital.
Im „Precision Farming“, der „Präzisionslandwirtschaft“, werden smarte Technologien mit Künstlicher Intelligenz genutzt. Ihr Ziel: Felder, auf deren Teilflächen unterschiedliche Wachstumsbedingungen herrschen, so bewirtschaften, dass Pflanzen optimal gedeihen können. So wird die landwirtschaftliche Produktion weiter gesteigert und die Umwelt durch einen gezielten Einsatz von Ressourcen besser geschützt. Das bereichert Biobetriebe ebenso wie die konventionelle Landwirtschaft. Im Precision Farming werden unter anderem RGB (Rot-Grün-Blau)-Sensoren in landwirtschaftlichen Maschinen oder Drohnen eingesetzt. Sie erfassen, wie Pflanzen Licht reflektieren. Das ermöglicht Rückschlüsse auf die Gesundheit der Pflanze. Denn eine gesunde Pflanze absorbiert blaues und rotes Licht und reflektiert grünes Licht. Erkennt der Sensor, dass sie wenig grünes Licht reflektiert, kann das System die Landwirtinnen und Landwirte über notwendige Maßnahmen wie die Zufuhr von Nährstoffen informieren. Visualisiert wird das durch den sogenannten „Greenness-Index“. Auch LiDAR-Sensoren werden in der Landwirtschaft eingesetzt. LiDAR steht für „light detection and ranging“. Dabei sendet ein Scanner Laserstrahlen, die auf Objekte treffen und reflektiert werden. Die Ergebnisse werden in Echtzeit in einer Karte der Umwelt zusammengefasst. Im autonomen Fahren kann ein Fahrzeug mit diesen präzisen Informationen die richtigen Fahrentscheidungen ableiten. In der Landwirtschaft können Traktoren und Feldroboter Felder mit Kameras und LiDAR-Sensoren autonom bearbeiten.
„Precision Farming“ schont Ressourcen und das Klima. Denn Dünge- und Pflanzenschutzmittel, aber auch kostbares Wasser werden nur eingesetzt, wo sie tatsächlich gebraucht werden. Und dank der im Sekundentakt gesammelten Daten können Verbraucherinnen und Verbraucher die gesamte Wertschöpfungskette der Pflanzen zurückverfolgen.
Daten, Daten, Daten...
Beim Einsatz von Sensoren und Satelliten in der Landwirtschaft werden Unmengen an Daten gesammelt – auch „Big Data“ genannt. Diese Datenmengen sind so groß und wenig strukturiert, dass ihre Auswertung nicht nur eine sehr große Rechnerleistung erfordert, sondern auch den Einsatz Künstlicher Intelligenz. Künstliche Intelligenz (KI) kann Muster in Daten erkennen und daraus bestimmte Entscheidungen ableiten. Zum Beispiel informiert sie Landwirtinnen und Landwirte, wenn Pflanzen gedüngt werden müssen. Computer ahmen die Informationsverarbeitung des menschlichen Gehirns durch künstliche neuronale Netze nach. Darin werden Informationen als Input eingegeben und verarbeitet. Das Ergebnis wird als Output wieder ausgegeben. Solche Systeme setzen sich aus sogenannten Algorithmen – eine Aufeinanderfolge von verschiedenen Regeln in der Programmiersprache – zusammen. Beim sogenannten „Deep Learning“ wird eine Maschine durch Künstliche Intelligenz in die Lage versetzt, ihre Fähigkeiten selbstständig zu verbessern. Ein Beispiel: Eine Maschine hat viele Bilder von Weizen analysiert und dabei die Information erhalten, dass es sich um Weizen handelt. Sie kann in Zukunft Weizen erkennen und Weizenpflanzen von Unkraut oder Nicht-Pflanzen unterscheiden. Die Maschine erkennt also Muster in Datenmengen und ordnet diese ein. Je mehr Daten vorhanden sind, desto mehr kann sie diese in Zusammenhang bringen und verknüpfen. So kann die Maschine selbst Entscheidungen treffen.
Diese praxisnahen Aspekte wird das neue KI-Exponat im TouchTomorrow-Truck ab April 2021 anschaulich erlebbar machen. Die folgenden Konzeptausschnitte geben einen ersten Einblick:
