{"id":99201,"date":"2023-12-04T14:40:37","date_gmt":"2023-12-04T13:40:37","guid":{"rendered":"https:\/\/dev.vegconom.de\/germany\/?p=99201"},"modified":"2023-12-04T14:40:37","modified_gmt":"2023-12-04T13:40:37","slug":"th-koeln-ki-vertical-indoor-farming","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/dev.vegconom.de\/germany\/agrarwirtschaft\/th-koeln-ki-vertical-indoor-farming\/","title":{"rendered":"TH K\u00f6ln: KI-Beleuchtungssystem f\u00fcr effizientes Vertical Indoor-Farming"},"content":{"rendered":"

TH K\u00f6ln optimiert vertikalen Anbau von Fruchtgem\u00fcse und Obst.<\/strong><\/p>\n

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Um die wachsende Weltbev\u00f6lkerung mit nachhaltigen und frischen Lebensmitteln zu versorgen, werden innovative L\u00f6sungen und neue Technologien gebraucht. Ein vielversprechender Ansatz ist das Vertical Indoor-Farming<\/a>, also der Anbau von Fruchtgem\u00fcse oder Obst<\/a> in \u00fcbereinanderliegenden Kultursystemen in Innenr\u00e4umen. Um diesen zu optimieren und damit praxistauglicher zu gestalten, arbeitet die TH K\u00f6ln<\/a> im Projekt \u201eSmarte Pflanze\u201c an einem intelligenten Beleuchtungssystem. Dieses soll auf Basis von K\u00fcnstlicher Intelligenz f\u00fcr ein effizienteres Pflanzenwachstum sorgen und Energie einsparen.<\/p>\n<\/div>\n

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\u201eBeim Vertical Farming werden Pflanzen in Etagen in einer geschlossenen Geb\u00e4udestruktur angebaut, also in Containern, Hoch-, Lager- oder Gew\u00e4chsh\u00e4usern. Das erm\u00f6glicht es, gro\u00dfe Mengen von Lebensmitteln auf kleinem Raum und in unmittelbarer Umgebung der Verbraucher zu erzeugen \u2013 und das in gleichbleibender Qualit\u00e4t und unabh\u00e4ngig von Saison und Klima\u201c, sagt Prof. Dr. Mohieddine Jelali vom Institut f\u00fcr Produktentwicklung und Konstruktionstechnik der TH K\u00f6ln. Denn die vertikale Landwirtschaft sei unabh\u00e4ngig von \u00e4u\u00dferen Bedingungen wie Sonne, Witterung, Unkraut oder Sch\u00e4dlingen. Dadurch w\u00fcrden weniger D\u00fcngemittel ben\u00f6tigt. Zudem k\u00f6nne Wasser eingespart werden, da es in den vertikalen Systemen zum Gro\u00dfteil wiederverwendbar sei.<\/p>\n

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Aufbau und Teilsysteme des zu entwickelnden Demonstrators – hier mit zwei Etagen \u00a9 Institut f\u00fcr Produktentwicklung und Konstruktionstechnik\/TH K\u00f6ln<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n
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Eine der gr\u00f6\u00dften Herausforderungen beim Vertical Farming ist die Beleuchtung der Pflanzen, wie Jelali erkl\u00e4rt: \u201eDiese ist ein wesentlicher Faktor, der das Wachstumsverhalten der Pflanzen beeinflusst. Aktuelle Studien zeigen, dass mehr als 50 Prozent des Energieverbrauchs von vertikalen Farmen durch die Beleuchtung entsteht. Das macht etwa 40 Prozent der gesamten Produktionskosten aus.\u201c Zwar h\u00e4tten LED-Beleuchtungskonzepte die Energieeffizienz in den vergangenen Jahren deutlich erh\u00f6ht, mit Blick auf steigende Strom- und W\u00e4rmepreise sei die vertikale Landwirtschaft aber stark gef\u00e4hrdet.<\/p>

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Entwicklung von smarten LED-Modulen \u2013 Tests an Chilis und Erdbeeren<\/h2>\n

Um die Beleuchtung effizienter zu gestalten, entwickelt das Team des Instituts genmeinsam mit dem Projektpartner, der BOEKS GmbH<\/a>, LED-Module mit integrierten Kameras und Sensoren. Ziel ist es, Pflanzenwachstum und -entwicklung automatisiert zu \u00fcberwachen. So sollen Algorithmen die aufgenommenen Bilder analysieren, um Wachstumsmuster zu identifizieren, Krankheiten zu erkennen und die Gesundheit der Pflanzen zu kontrollieren. \u201eDas erm\u00f6glicht es, die Lichtverh\u00e4ltnisse je nach Wachstumsstadium und Zustand anzupassen. Zudem k\u00f6nnen durch die gewonnenen Daten fundierte Entscheidungen in Bezug auf Temperatur- und N\u00e4hrstoffmanagement getroffen werden\u201c, so Jelali.<\/p>\n

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Schematische Darstellung einer vertikalen Indoor-Farm mit Angaben zu relevanten Vorteilen \u00a9 Institut f\u00fcr Produktentwicklung und Konstruktionstechnik\/TH K\u00f6ln<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n
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Die smarten LED-Module sollen anschlie\u00dfend in einen hydroponischen Demonstrator integriert werden, der ebenfalls im Rahmen des Projekts entstehen soll. In hydroponischen Systemen werden Pflanzen, in diesem Fall Chilis und Erdbeeren, ohne Erde angebaut. Die ben\u00f6tigten N\u00e4hrstoffe und D\u00fcngemittel werden in fl\u00fcssiger Form an die Wurzeln herangebracht. \u201eWir werden die Pflanzen unter verschiedenen Wachstumsbedingungen z\u00fcchten und in regelm\u00e4\u00dfigen Abst\u00e4nden fotografieren, um einen ausreichend gro\u00dfen Datensatz zu erhalten, mit dem ein maschinelles Lernmodell trainiert werden kann. Dieses soll auf Grundlage der erfassten Bilder dann Pflanzenwachstumsstadien erfassen und klassifizieren k\u00f6nnen, um eine geeignete Beleuchtung auszuw\u00e4hlen\u201c, erkl\u00e4rt Jelali.<\/p>

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Die im Projekt zu entwickelnden L\u00f6sungsans\u00e4tze sollen dazu beitragen, das Potenzial der vertikalen Landwirtschaft auszusch\u00f6pfen und eine marktreife Technologie zu entwickeln, wie Jelali weiter erl\u00e4utert: \u201eNachdem der globale Vertical-Farming-Markt w\u00e4hrend der Corona-Pandemie r\u00fcckl\u00e4ufig war, attestieren ihm aktuelle Analysen f\u00fcr die kommenden Jahre steigende Wachstumsraten. Allerdings steht die vertikale Landwirtschaft noch vor einigen Herausforderungen und befindet sich derzeit in einer Phase der technologischen Entwicklung. Mit den im Projekt zu erarbeitenden L\u00f6sungsans\u00e4tzen wollen wir einen Beitrag dazu leisten, diese H\u00fcrden zu bew\u00e4ltigen.\u201c<\/p>\n

Weitere Informationen: th-koeln.de<\/a><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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