PORTAL – alle züchterisch relevanten Daten im virtuellen Raum zusammenführen
Durch den virtuellen Zuchtgarten gehen
Im Projekt PORTAL soll ein "virtueller Zuchtgarten" entwickelt werden. Das ermöglicht dann erstmals - unabhängig von Zeit und Raum - Pflanzen und Parzellen eines Feldes in einem virtuellen und erweiterten Abbild züchterisch zu erfassen. Moderne Technologien aus den Bereichen Künstliche Intelligenz (KI), Robotik und virtueller Realität (VR) werden dazu erweitert und zusammengeführt.
Die Pflanzenzüchtung arbeitet daran, den Zuchtfortschritt immer weiter zu erhöhen. Es geht dabei unter anderem um Nährstoffeffizienz, Insektentoleranz, aber auch um Ertragssicherheit. Dafür vergleicht sie verschiedene, aussichtsreiche Pflanzen (sogenannte Sortenkandidaten) in umfangreichen Feldversuchen miteinander. Hierfür ist das geschulte Auge des Fachpersonals unverzichtbar. Das Projekt PORTAL entwickelt nun ein System, das diese Expertinnen und Experten dabei unterstützt und ihnen darüber hinaus noch ganz neue Beurteilungsmöglichkeiten geben wird. Alle relevanten Daten und Informationen zu den Sortenkandidaten werden dafür an einem virtuellen Ort zusammengeführt und damit zugänglicher sowie verwertbarer gemacht.
Fachpersonal und KI im Dialog
In einem ersten Schritt werden im Projekt autonom agierende Roboter Feldversuche bildgebend und dreidimensional detailliert aufzeichnen. Dies wird anschließend in einer virtuellen Realität dargestellt. In diesem virtuellen Zuchtgarten werden dann Expertinnen und Experten aus der Pflanzenzüchtung die dort dargestellten Sorten bewerten und vergleichen. Die im System integrierte KI lernt anhand der so getätigten Bewertungen mit. So entsteht ein Dialogsystem: Die KI entwickelt sich selbstständig weiter, unterstützt aber gleichzeitig auch das Fachpersonal, indem sie eigene Analyseergebnisse und Bewertungen zur Verfügung stellt.
Innovationssprung für die Pflanzenzüchtung
Durch den virtuellen Zuchtgarten wird sich die Beurteilung von Sortenkandidaten grundlegend verändern. Pflanzenzüchterinnen und Pflanzenzüchter werden Pflanzen bewerten und vergleichen können, die in der Realität niemals hätten verglichen werden können, da diese an unterschiedlichen Standorten oder in unterschiedlichen Jahren angebaut wurden. Mithilfe besonderer Sensoren werden im Projekt darüber hinaus pflanzliche Merkmale für den Menschen im virtuellen System sichtbar gemacht, die ihnen bisher verborgen blieben. Ermöglicht wird dies alles durch die im System eingebundene KI. So wird der Pflanzenzüchtung der Prozess der Entscheidungsfindung im Umgang mit umfangreichen Datensätzen ganz einfach gemacht.
Das System "Pflanze in der Umwelt" besser verstehen können
Aus Sicht der Projektnehmer ist es enorm wichtig und auch an der Zeit, in der Merkmalserfassung von Pflanzen (Phänotypisierung) relevante Fortschritte zu machen, ähnlich denen in der Analyse des Genoms (Genotypisierung). Nur indem beide Informationsquellen zusammengeführt werden, kann das Potential für die Züchtung neuer, leistungsfähiger und robuster Sorten für die Landwirtschaft voll ausgeschöpft werden. Im Projekt PORTAL wird dieses Gesamtziel verfolgt, damit letztendlich das System "Pflanze in der Umwelt" mit seinen Wechselwirkungen besser verstanden und für einen nachhaltigen Züchtungsfortschritt nutzbar gemacht werden kann.
- Projektname: PORTAL (Pflanzenzüchtung mittels Robotik und KI zur erweiterten Datenanalyse und Entscheidungsfindung im virtuellen Raum)
- Ziel: Neue Sortenkandidaten der Pflanzenzüchtung im virtuellen Raum ganzheitlich betrachten und analysieren - über den gesamten Entwicklungsverlauf der Pflanze hinweg, aber auch vergleichend zwischen unterschiedlichen Standorten und Anbaujahren.
- Ansatz: Robotersysteme zeichnen Feldversuche der Pflanzenzüchtung auf und bilden diese im virtuellen Raum ab. Dort analysiert und bewertet KI die gesammelten Daten.
- Eingesetzte Künstliche Intelligenz: Datenerfassung durch autonome Robotik und interaktives maschinelles Lernen, basierend auf 3D-Bilddaten und multimodaler Interaktion mit den Daten in einer virtuellen Realität
- Hauptstandort: Holtsee, Schleswig-Holstein
- Projektkoordination: NPZ Innovation GmbH
- Projektbeteiligte: NPZ Innovation GmbH, Deutsches Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz GmbH (Forschungsbereich Kognitive Assistenzsysteme (COS))
Adresse
KI-Projekt PORTAL
24363 Holtsee, Schleswig-Holstein
