Gegen das Unkraut mit Laser und künstlicher Intelligenz
Ein autonomer Feldroboter zur Unkrautvernichtung mit dem Laser wurde im Rahmen des EU-Forschungsprojektes „WeLASER“ entwickelt und wird zurzeit im Testbetrieb in Spanien eingesetzt. Bis zur Praxistauglichkeit ist noch Geduld gefordert. Foto: LZH
Als vermeintliche Wunderwaffen regten sie vor Jahrzehnten in frühen James-Bond-Filmen die Fantasie der Menschen an: Riesige Laserkanonen, mit deren Hitzestrahl Schurken vom All aus die Infrastruktur auf der Erde zerstören und die Weltherrschaft erlangen wollten. So weit ist die Lasertechnik zum Glück noch nicht, wird aber bereits in vielen Bereichen eingesetzt. Zum Beispiel bei der Messung von Entfernungen und Geschwindigkeiten, für die Präzisions-Metallbearbeitung und – in Verbindung mit dem Einsatz künstlicher Intelligenz (KI) – in einigen Jahren auch zur Unkrautbekämpfung. Lasereinsatz auf dem Acker als umweltverträgliche Lösung für eine drängende Herausforderungen der Agrarwirtschaft – daran arbeitet Dr. Jens Wester mit Forscherkollegen der Gruppe Food and Farming am Laser-Zentrum Hannover (LZH).
Im konventionellen Ackerbau haben es Landwirte zunehmend mit herbizid-resistenten Unkräutern und Ungräsern zu tun, beschreibt der Wissenschaftler das Problem. Der Verlust von wirksamen Pflanzenschutzmitteln könne beispielsweise Getreidebauern vor ernste Herausforderungen stellen. Im ökologischen Landbau, wo der Einsatz chemischer Pflanzenschutzmittel ausgeschlossen ist, machten die Kosten und die begrenzte Verfügbarkeit von Arbeitskräften für die manuelle Unkrautbekämpfung den Landwirten zu schaffen. Zudem forcierten mögliche gesetzliche Vorgaben die Suche nach Alternativen. Die Europäische Kommission hat gerade in der vergangenen Woche die Entscheidung darüber vertagt, ob Glyphosat, der bekannteste chemische Unkrautvernichter, für weitere zehn Jahre eingesetzt werden darf.
Forscher am LZH beschäftigen sich seit einigen Jahren intensiv mit der Anwendung von Lasertechnologie zur Unkrautbekämpfung, sagt Wester. Dabei setzen sie gezielt Laserstrahlen ein, um empfindliche Pflanzenteile wie Wuchszentrum oder Stengelansatz zu zerstören. Um eine Wirksamkeit zu gewährleisten, werde die Methode vorzugsweise bei kleinen Pflanzen im frühen Wachstumsstadium angewandt. Bei ausgewachsenen oder mehrjährigen Pflanzen führe die Laserbehandlung eher zu einer Verzögerung des Wachstums, anstatt sie komplett zu beseitigen. Um diese laserbasierten Verfahren in der Agrartechnik einzusetzen, passen die Forscher die im Labor entwickelten Geräte und Methoden an Freiland-Bedingungen an. Für effiziente Erkennungs- und Zielfindungssysteme setzten die Wissenschaftler auf KI. „Da tut sich was“, ist Manfred Dannenfeld von der hiesigen Landberatung überzeugt. Praxisreif werde das Ganze aber frühestens in fünf, eher zehn Jahren sein, ist laut Wester noch Geduld gefordert.
Innovative Forschung, Entwicklung, Beratung
Laser ist die Abkürzung für „Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation“– Lichtverstärkung durch stimulierte Strahlungsemission. Als unabhängiges gemeinnütziges Forschungsinstitut steht das Laser Zentrum Hannover (LZH) nach eigener Darstellung für innovative Forschung, Entwicklung und Beratung. Das durch das Niedersächsische Ministerium für Wirtschaft, Arbeit, Verkehr und Digitalisierung geförderte LZH widmet sich der angewandten Forschung auf dem Gebiet der Photonik und Lasertechnologie. 1986 gegründet, arbeiten knapp 200 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter am LZH.
