Como é o crescimento? Pragas e doenças atacaram? O aumento das secas está afetando as plantas? Os criadores de novas variedades precisam coletar dados extensos sobre essas questões. A start-up "Pheno-Inspect" da Universidade de Bonn quer acelerar o cultivo de plantas. Drones equipados com câmeras gravam as colheitas, o software então avalia automaticamente suas propriedades usando métodos de inteligência artificial. Isso indica muito rapidamente se a nova raça é um sucesso. O projeto é apoiado pelo programa "START-UP University Spin-offs".

Com um zumbido suave, o drone voa sobre os campos do criador de plantas. Durante o vôo, ele continuamente tira fotos das plantas, que são posteriormente analisados ​​automaticamente usando inteligência artificial. O criador pode então usar os resultados para avaliar quais variedades são particularmente adequadas para o objetivo de criação. "O crescimento da população global significa que a agricultura terá que produzir rendimentos ainda maiores no futuro, enquanto a área da terra arável permanece a mesma, "diz Philipp Lottes, pesquisador associado do Instituto de Geodésia e Geoinformação da Universidade de Bonn. "O atual gargalo no desenvolvimento de novas e melhores variedades é a fenotipagem de alto rendimento no campo."

Este ainda é um processo muito complexo no cultivo de plantas. Na fenotipagem, os especialistas determinam a aparência - ou fenótipo - das plantas:qual o tamanho das espigas de trigo em uma nova variedade? A cultura sofre de pragas ou doenças? Como a planta lida com a seca? "Somente quando esses dados são estatisticamente seguros, os criadores sabem se seu novo híbrido é um sucesso em comparação com outras variedades, "relata Lottes. No futuro, esses dados podem ser coletados automaticamente usando inteligência artificial. O start-up "Pheno-Inspect, "do qual Lottes é o fundador, está avançando com esses planos.

Métodos computacionais automáticos de autoaprendizagem

O geodesista já investigou métodos de aprendizado de máquina para reconhecimento de plantas em seus estudos de doutorado, que ele também escreveu na Universidade de Bonn como parte do Cluster de Excelência "PhenoRob". No decorrer disso, ele desenvolveu métodos para usar drones para tirar fotos de colheitas, a partir do qual o software é capaz de determinar, por exemplo, o número de plantas cultivadas, a distribuição de diferentes ervas daninhas, bem como a infestação por pragas e doenças. "São autoaprendizagem, processos automatizados que se otimizam com base nas especificações do usuário, "relata Lottes. Em uma" fase de treinamento, "o software aprende o que é espigas de grão, sintomas de estresse seco ou ervas daninhas parecem com base em um grande número de fotos. Usando métodos estatísticos, o programa de análise pode então avaliar automaticamente as imagens e fornecer documentação abrangente na forma de mapas que mostram quais áreas de reprodução sofrem de deficiências de nutrientes ou quais são especialmente produtivas. "Particularmente, a avaliação totalmente automática dos dados em grande escala tem um grande potencial, "explica o Prof. Dr. Cyrill Stachniss.

Durante a inspeção, o drone voa em altitudes entre dez e 100 metros acima das plantações. Nenhuma folha de grama escapa das câmeras, porque a resolução fornece detalhes de alguns milímetros. “O posicionamento é feito por um GPS muito preciso, como usado por geodesistas, "relata Lottes." O GPS do smartphone não pode competir em precisão. "

Financiamento por meio do programa "START-UP University Spin-offs"

Junto com seu mentor, Prof. Dr. Cyrill Stachniss, chefe do grupo de trabalho de fotogrametria e robótica da Universidade de Bonn, o geodesista agora recebe financiamento como parte do programa "START-UP University Spin-offs" do estado da Renânia do Norte-Vestfália e da União Europeia. Nos próximos 18 meses, O Pheno-Inspect se beneficiará de um financiamento de cerca de 270, 000 euros para inspecionar o fenótipo. “Queremos desenvolver ainda mais nosso software e adaptá-lo às necessidades dos usuários, "relata Lottes, que também está impulsionando o plano de negócios.

Até aqui, o Bundessortenamt, o Institut für Zuckerrübenforschung, o Gemeinschaft zur Förderung von Pflanzeninnovationen e.V. e o Campus Agrícola Klein-Altendorf da Universidade de Bonn têm testado o desenvolvimento do Pheno-Inspect como parceiros de desenvolvimento. Lottes:"Qualquer pessoa que tenha propostas de aplicação prática para nossa fenotipagem automatizada de alto rendimento no campo ou que deseje aumentar o grau de automação em seus negócios deve entrar em contato conosco." Agricultores convencionais e orgânicos também podem se beneficiar do método quando se trata de determinar o nível de infestação de ervas daninhas ou pragas em uma cultura ou como o uso de fertilizantes pode ser otimizado.

"O processo de fenotipagem de alto rendimento do Pheno-Inspect é uma abordagem promissora para acelerar significativamente o cultivo de novas variedades, "observa Rüdiger Wolf de Transferência de Tecnologia da Universidade de Bonn, que aconselhou os fundadores. “O start-up mais uma vez ressalta o alto potencial empreendedor nas áreas de saúde e sustentabilidade”.