Automatische Ernte – KI in Gewächshaushaltung

In drei Gewächshäusern in der nordostchinesischen Provinz Liaoning wurde Ende Mai eine Rekordernte an Tomaten verzeichnet. Die lokalen Tomatenzüchter zollten ihrem neuen Helfer Tribut: Künstlicher Intelligenz (KI).

Es ist ein Pilotprojekt für den Einsatz von KI in Gewächshäusern. Dabei sind zwei der drei Gewächshäuser mit dem modernen iGrow-KI-System ausgestattet, während ein drittes Gewächshaus der Kontrolle dient. Die zwei Gewächshäuser mit iGrow-KI-System verzeichneten dabei höhere Erträge und Gewinne sowie niedrigere Arbeitskosten als das Kontrollgewächshaus, das mit den traditionellen Anbauverfahren erfahrener Landwirte betrieben wurde.

Liu Jianhua, ein leitender Landwirtschaftstechniker und Berater für die Pilot-KI-Gewächshäuser, sagt, Landwirtschaft sei sehr kompliziert. Das Getreide und Gemüse habe in Gewächshäusern während verschiedener Wachstumszyklen unterschiedliche Anforderungen. Die Temperaturen für Tomaten müssten während der Aussaat, der Blüte und der Fruchtbildung unterschiedlich sein. Normalerweise schätzten Landwirte durch ihre Erfahrung eine feste Temperatur, so dass es schwierig sei, eine präzise, zeitnahe und automatische Steuerung des Gewächshauses sowie die Optimierung der Auspflanzung zu erreichen. Das KI-System verwende jedoch Kameras und Sensoren, um jede Minute und Stunde Daten über die Temperatur und Feuchtigkeit von Luft und Boden, die Konzentration von Kohlenstoffdioxid, photosynthetische Effekte sowie andere Faktoren zu sammeln.

Dem chinesischen Technikgiganten Tencent zufolge, der das iGrow-System entwickelt hat, kann der Gewächshaussimulator innerhalb von 15 Sekunden 82 Wachstumszyklen simulieren. Pflanzungsentscheidungen werden demnach mit einem KI-Algorithmus getroffen, der kontinuierlich mit neuen Daten gefüttert und bei Bedarf angepasst wird. Das System steuert automatisch die Umgebung des Gewächshauses, nutzt die Ressourcen gezielt sowie verbessert die Qualität und Erträge der Tomaten, während die Landwirte nur die grundlegenden Arbeiten des Pflanzens, Pflückens und der täglichen Wartung ausführen müssen.

Im Jahr 2018 nahmen die Entwickler von iGrow an der „Autonomous Greenhouse Challenge“ teil. Informatiker und Gartenbauer aus China nutzten das System, um Gurken in einem Gewächshaus in den Niederlanden ferngesteuert anzubauen. Das iGrow-System belegte den ersten Platz in der KI-Entscheidungsfindung und insgesamt den zweiten Rang im Wettbewerb.

Zwei Jahre später hat das System gelernt, wie man Tomaten züchtet. Im Februar wurden die drei Gewächshäuser von einem plötzlichen Kälteeinbruch heimgesucht. Im Kontrollgewächshaus stellten die Landwirte wie üblich drei verschiedene Temperaturen ein, aber schwankende Bedingungen beeinflussten das Wachstum. In der Zwischenzeit konnten die iGrow-Gewächshäuser die Stabilität und Katastrophentoleranz des KI-Algorithmus perfekt demonstrieren. Die Temperatur und andere Indikatoren wurden stündlich mittels automatischer Rollvorhänge und Belüftung angepasst.

Tencent zufolge hat das Pilotprojekt in der Provinz Liaoning die Durchführbarkeit der KI-Pflanzung in China verifiziert und das Unternehmen will die intelligente Landwirtschaft in Zukunft noch weiterentwickeln.