Wettbewerb: Welche KI kann am besten Salat wachsen lassen?

Salat anbauen ohne menschliche Hilfe, ist das Ziel eines niederländischen Wettbewerbs. Fünf Teams testen, wie man Gewächshäuser künftig automatisieren kann.

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(Bild: Screenshot YouTube / WUR Glastuinbouw)

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Die Niederlande ist bekannt für ihre ausgedehnten Gewächshausanlagen. Dort wird seit Jahren versucht, verschiedenste Floraarten vom einfachen Salatkopf bis zur High-End-Zimmerpflanze möglichst nachhaltig, effizient und mit so wenig manuellen Eingriffen wie möglich hochzupäppeln. Damit das noch etwas besser gelingt, soll künftig Künstliche Intelligenz in der Landwirtschaft helfen. Die Systeme, die selbst lernen, die Zucht zu optimieren, sollen die notwendigen Anpassungen im Anbauprozess sogar automatisch erledigen.

Das zumindest ist der große Traum – und die Idee hinter einem Wettbewerb, den die Universität Wageningen in der niederländischen Provinz Gelderland nun schon zum dritten Mal ausgeschrieben hat. "Durch KI und Sensoren soll das Gewächshaus der Zukunft entstehen", ist das Motto der "Autonomous Greenhouses International Challenge". Da das nicht von heute auf morgen geht, läuft der Wettbewerb über ein ganzes Jahr. Der aktuelle Zyklus begann im Juni 2021 mit der Bewerbungsphase der Teams. In einem Hackathon im November 2021 wurden die fünf internationalen Teams mit den besten KI-Ansätzen ermittelt.

Die Finalisten, die aus dem universitären Bereich oder aus Unternehmen aus dem Gartenbau-Bereich kommen, haben nun seit Februar 2022 Zugriff auf ein Referenz-Gewächshaus. Diesmal geht es um die Salatsorte Salanova. Im ersten Durchgang testeten die Teams ihre Algorithmen auf den jeweils 100 Quadratmeter großen Arealen. Jede Gruppe verfügt dabei über die gleiche "Hardware": Es gibt Sensoren für Klima und Boden, neben Tageslicht auch Lampen, die Festlegung der Kohlendioxidkonzentration sowie eine Auswahl an Möglichkeiten bei der Belegung der Feldflächen. Kameras überwachen das Wachstum und lassen sich über bildgebende Verfahren auswerten. Heute, am 2. Mai, wird es ernst und der zweite, für den Wettbewerb relevante Zyklus startet. Endzeitpunkt ist der 1. Juli.

Ziel des Wettbewerbs ist nicht Robotik oder neuartige Hardware. Stattdessen sollen die fünf Teams einen optimierten Algorithmus finden, der alle notwendigen Parameter adäquat bestimmt und damit "den höchsten Nettogewinn" erzielt. Dazu haben die Teilnehmer Zugriff auf ein Cloud-System, das über die Anwendungsplattform LetsGrow und Microsoft Azure ausgelesen wird. Die KI wertet Sensoren und Wachstum aus und soll dann möglichst passende Werte finden, um den Lebenszyklus der Salatköpfe zu optimieren. Diese werden wiederum an den Steuercomputer weitergereicht, der sie umsetzt.

Das alles ist komplexer, als es zunächst aussieht. So gibt es verschiedene Gemüseklassen mit unterschiedlichen Preisen, die erfolgversprechend sein können. Zwar sind die Salate vor Umwelteinflüssen wie Insektenbefall oder Unkraut weitgehend geschützt, doch schon allein fehlerhafte Temperaturen oder zu hohe Lichteinstrahlungswerte können die Ernte verschlechtern oder unverkaufbar machen. So zeigte sich laut Aussagen der Ausrichter, dass das von ihnen gewählte Referenzdesign Nachteile hat – es gab nicht genügend Salat der Klasse A und das Wachstum brauchte länger. Aggressivere Ansätze zeitigten bessere Ergebnisse. Ob es dabei bleibt, wird der zweite Zyklus zeigen.

(bsc)