Konsortium

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Struktur und technische Abdeckung

Partner

Die NT Neue Technologie AG steht ihren Kunden bereits seit mehr als 20 Jahren erfolgreich beim Informations- und Wissensmanagement zur Seite und unterstützt sie mit IT Kompetenz bei der Umsetzung von Digitalisierungsstrategien und der Neugestaltung von Wertschöpfungsketten durch digitale Transformation. Das Portfolio reicht dabei von der Softwareentwicklung bis hin zu Managed IT- und Hosting Services in einem hochmodernen Hochverfügbarkeits-Rechenzentrum. Im Projektverbund NaLamKI definiert die NT.AG die GAIA-X-Dienste und verantwortet im Wesentlichen die Systemarchitektur. Ein Schwerpunkt ist die Schnittstellendefinition und der Definition, Konzeption und Design der Basisdienste bzw. Knoten auf Basis der GAIA-X-Referenzarchitektur.

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Das Fraunhofer Heinrich-Hertz-Institut (HHI) widmet seine Forschung der Digitalisierung von Gesellschaft und Wirtschaft mit den Schwerpunkten Sensorik, photonische Netze und Komponenten, Mobilfunk, Bild- und Videotechnologien sowie künstliche Intelligenz (KI). Es beschäftigt sich mit Verfahren des maschinellen Lernens in verschiedensten Anwendungsbereichen, mit erklärbarer KI sowie mit innovativen Aufnahme-, Verarbeitungs-, Visualisierungs- und Interaktionstechnologien (z.B. AR/VR). Weiterhin beschäftigt sich das HHI mit Drahtloskommunikation in der Mobilfunkkommunikation und der Kommunikation zwischen Maschinen sowie ihrer KI-basierten Optimierung

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John Deere (JP) ist ein weltweit führender Hersteller von Maschinen für die Land-, Forst- und Bauwirtschaft sowie von Maschinen für Rasen- und Grundstückspflege. In Deutschland beschäftigt John Deere etwa 6.600 Mitarbeiter, die hauptsächlichen an den Produktionsstandorten Mannheim, Zweibrücken und Bruchsal beschäftigt sind. Seit 2017 ist die Wirtgen Group Teil von John Deere. In Deutschland erwirtschaftet das Unternehmen einen Umsatz von 3,37 Mrd. Euro. Das European Technology Innovation Center (ETIC) ist die ausführende Stelle und Teil des globalen John Deere Forschungsnetzwerkes am Standort Kaiserslautern. Es untersucht und entwickelt in enger Zusammenarbeit mit verschiedenen Forschungseinrichtungen zukünftige Trends und Technologien im Bereich mobiler Land- und Baumaschinen. In dem 2010 neu in Betrieb genommenen Entwicklungszentrum arbeiten Ingenieure, IT- und Marketingspezialisten an Zukunftstechnologien und an „intelligenten Lösungen“ für die Präzisionslandwirtschaft (Intelligent Solutions Group).

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Julius-Kühn-Institut (JKI) ist das Bundesforschungsinstitut für Kulturpflanzen in Deutschland. Es gehört als selbständige Bundesoberbehörde zum Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL). Das Forschungszentrum für landwirtschaftliche Fernerkundung (FLF) bearbeitet grundlegende und angewandte Fragen der landwirtschaftlichen Primärproduktion und des Schutzes ihrer natürlichen Ressourcen. Hierfür kommen u. a. Methoden der Fernerkundung, Online Sensorik und Geoinformationssysteme zum Einsatz um z. B. Fragen der Bodenkunde (Entwicklung und Bewertung von Methoden, pflanzenbaulichen Indikatoren und Gütekriterien zur Bestimmung der Fruchtbarkeit und Funktionalität landwirtschaftlicher Böden), zur Bewertung von Strategien der (räumlich variablen) Düngung zur Sicherung der Leistungsfähigkeit von Böden sowie zur Eignung von meteorologischen Kenngrößen für die Bestandsführung und Ertragsbildung zu beantworten und die Entwicklung von pflanzenbaulichen Strategien unter veränderten Klimabedingungen zu fördern. Die Expertise des JKI zeigt sich in zahlreichen wissenschaftlichen Veröffentlichungen und Beteiligungen in Forschungsprojekten wie z. B. AGRO.DE, SOIL.DE, BONARES oder SatAgrarStat.

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Die OptoPrecision GmbH (OP) hat sich auf die Entwicklung, Konstruktion und Fertigung von kundenspezifischen Lösungen für die optische Mess-, Überwachungs- und Steuerungstechnik spezialisiert. Die vielfältigen Lösungen gliedern sich in die Bereiche „Industrial Solutions“ und „Security Systems“.  Dabei liegt der Schwerpunkt des Know-hows auf innovativer Kameratechnik mit und ohne aktiver laserbasierter Beleuchtung, der Systemtechnik um eine Bilderfassung an unterschiedlichsten Orten zu ermöglichen und der Bilddatenanalyse und echtzeitnaher Bildauswertung mit künstlicher Intelligenz. So sind die Schiffe der Bundespolizei See und des Zolls in den letzten Jahren mit der OptoPrecision Multisensorplattform MODAR mit einem integrierten Range-Gated-Kamerasystem ausgestattet worden. In Kooperation mit der DGzRS wurde im Rahmen des LARUS Projektes ein Gimbal für den Einsatz auf Drohnen entwickelt, die vollautomatisch im Wasser schwimmende Objekte erkennen kann. Inzwischen verfügt OptoPrecision auch über die Technologie senkrecht startender Drohnen (VTOL), die gegenwärtig für den Einsatz in Nord- und Ostsee gehärtet werden. So stehen unterschiedliche Trägersysteme für Nutzlasten bis 10 kg und einer Flugzeit bis 6 Stunden für die Nutzung in diesem Projekt zur Verfügung

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Planet (PL) betreibt die größte Konstellation von Erdbeobachtungssatelliten in der Geschichte der Menschheit und sammelt täglich 1,3 Millionen 29 MP-Multispektralbilder über 250 Millionen km2 mit einer Auflösung von 3 m. Dies entspricht mehr als dem Zweifachen der gesamten Landmasse der Erde pro Tag und mehr als dem Zehnfachen der Fläche, die von allen anderen kommerziellen und öffentlichen Quellen zusammen, einschließlich Sentinel und Landsat, abgedeckt wird, und dies mit einer genaueren Auflösung.

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Die Robot Makers GmbH (RM) mit Sitz in Kaiserslautern entwickelt intelligente Steuerungssysteme zur Realisierung von (teil-)autonomen mobilen Arbeitsmaschinen. Das Unternehmen bietet Produkte und Dienstleistungen auf höchstem technischem Niveau und spezialisiert sich mehr und mehr auf Zulieferprodukte in den Bereichen Landtechnik, Baumaschinen und Spezialfahrzeuge. Robot Makers hat ein fundiertes Wissen auf dem Gebiet der Robotik und der zugehörigen Softwareentwicklung. Themen wie Navigation, Umgebungswahrnehmung oder intelligente Stuerungssysteme gehören zu den Kernkompetenzen des Unternehmens. Auch die Integration von heterogene Multisensorsystemes oder verteilte Steuerungssysteme gehören zu den Stärken. Die Robot Makers GmbH entwickelt und nutzt eine modulare Entwicklungsplattform. Mit dieser Plattform werden Hardware- und Softwaremodule realisiert, die durch wohldefinierte Schnittstellen verbunden werden können. So sind sowohl die schnelle Realisierung komplexer Steuerungssysteme als auch die einfache Anpassung an spezifische Anwendungen möglich. Dieser modulare Entwicklungsansatz und die zugehörigen Dienstleistungen wurden mit dem Innovationspreis des Landes Rheinland-Pfalz 2013 ausgezeichnet. Die hohe Innovationskraft der Robot Makers GmbH spiegelt sich auch in weiteren Preisen wider, die an das Unternehmen in den letzten Jahren verliehen wurden (mehrfach nominiert für den „Großen Preis des Mittelstandes“ durch die Oskar-Patzelt-Stiftung, ausgezeichnet mit dem „Zukunftspreis 2015“ der Pfalz). Als Mitglied des Commercial Vehicle Cluster (CVC) ist die Robot Makers GmbH mit mehreren Herstellern von Nutzfahrzeugen verbunden, insbesondere im Südwesten Deutschlands. Diese Unternehmen reichen von Herstellern landwirtschaftlicher Maschinen über Hersteller von Sensorausrüstung bis hin zu Hersteller von Baumaschinen und Spezialfahrzeugen.

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An der TU Kaiserslautern (TUK) sind zwei Lehrstühle eingebunden.

Der Lehrstuhl Robotersysteme (Prof. Berns) untersucht seit mehreren Jahren die Automatisierung von Nutzfahrzeugen und deren Anwendungen. Neben der Entwicklung von autonomen Baumaschinen wie Bagger und Straßenwalzen, dem Aufbau von autonomen Rescue Roboter beschäftigt sich der Lehrstuhl vor allem mit der Automatisierung von Agrar-Fahrzeugen. In mehreren öffentlichen und von der Industrie geförderten Projekten wurden Guidance Systeme entwickelt, die bildbasiert (2D und 3D) anhand von Merkmalen wie Schnittkanten, Schwaden oder Fahrspuren navigieren. Aktuell wird ein autonomes Fahrzeug für die Inspektion von Steillagen im Weinbau untersucht und aufgebaut. Bzgl. der Zustandsüberwachung von Pflanzen wurden ein kamerabasierter Ansatz zur Bestimmung der Blätterdichte von Weinstöcken, eine automatische Unkrauterkennung in Kulturpflanzen und ein Detektionsystem für den Pilzbefall bei Gladiolen realisiert. Zurzeit wird an einem Ernteschätzer für Zitrusplantagen geforscht, wobei sich ein Roboter autonomer durch die Reihen bewegt und bildbasiert die Detektion und das Zählen der Früchte vornimmt. Für die Detektion werden Deep-Learning Netze eingesetzt.

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Die Universität Hohenheim (UH) ist mit zwei Fachgebieten aus dem Institut für Agrartechnik involviert. Das im März 2020 gegründete Fachgebiet für Künstliche Intelligenz in der Agrartechnik unter der Leitung von Juniorprofessor Anthony Stein ergänzt die starke und breitgefächerte Expertise im Bereich der Agrartechnik des gleichnamigen Instituts durch fundiertes fachliches Know-how in der Erforschung und Anwendung von Methoden der Künstlichen Intelligenz (KI). Es bildet somit die Schnittstelle zwischen dem agrarwissenschaftlichen Sektor und der Informatik, genauer dem Entwurf und der Entwicklung von autonomen (informations-)technischen Systemen. Das Fachgebiet forscht einerseits grundlagenorientiert an innovativen Verfahren der KI. Hierbei insbesondere an evolutionären Methoden des kontinuierlichen maschinellen Lernens (Evolutionary Intelligence). Dabei rückt es die Anwendbarkeit des methodischen Repertoires auf Maschinen und Systeme, die unter realen Einsatzbedingungen robust agieren müssen, stets in den Fokus. Etablierte und neuartige Prinzipien selbstadaptiver und selbstorganisierender verteilter Systeme werden hierfür betrachtet und weiterentwickelt (Organic Computing). Als Schnittstelle zur Agrartechnik bildet die interdisziplinäre und anwendungszentrierte Forschung im agrarwissenschaftlichen Bereich mit benachbarten agrartechnischen Fachgebieten den zweiten Hauptforschungsstrang. Das von Professor Hans Werner Griepentrog am selben Institut geleitete Fachgebiet Verfahrenstechnik in der Pflanzenproduktion der Universität Hohenheim entwickelt und evaluiert seit mehr als 10 Jahren Lösungen auf dem Gebiet der Verfahrenstechnik und seit 2011 der Agrarrobotik für zukünftige nachhaltige Produktionssysteme. Die Schwerpunkte liegen im Precision Farming sowie Automatisierung und Robotik. Das Fachgebiet bringt seine Expertise in den Bereichen Feldrobotik, Bildverarbeitung und Sensordaten, Auswertung von Laserscannern und Kamerabildern sowie Navigationsalgorithmen in der Landwirtschaft in das Projekt mit ein. Hauptansprechpartner für das NaLamKI Projekt ist Herr Jun.-Prof. Dr. Anthony Stein. Herr Prof. Dr. Hans Werner Griepentrog steht dem Konsortium mit seiner umfassenden agronomischen Expertise ebenfalls beratend zur Verfügung

Assoziierte Partner

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Die Deutsche Landwirtschafts-Gesellschaft e.V. (DLG) wurde 1885 von Max Eyth gegründet. Sie hat gegenwärtig rund 30.000 Mitglieder und ist eine der Spitzenorganisationen der deutschen Agrar- und Ernährungswirtschaft. Die DLG verfolgt das Ziel, wissenschaftliche Erkenntnisse in die Praxis umzusetzen. Sie ist eine gemeinnützige Selbsthilfeorganisation und eine für jedermann offene, politisch und wirtschaftlich unabhängige Fachorganisation. Die DLG sieht sich als neutrales, offenes Forum des Wissensaustausches und der Meinungsbildung. Mehr als 200 hauptamtliche Mitarbeiter und über 3.000 ehrenamtliche Experten erarbeiten Lösungen für aktuelle Probleme. Die über 80 Ausschüsse, Arbeitskreise und Kommissionen bilden dabei das Fundament für Sachverstand und Kontinuität in der Facharbeit.Mit dem 2010 gegründeten Internationalen DLG-Pflanzenbauzentrum in Bernburg-Strenzfeld (IPZ) verfügt die DLG über eine Plattform, auf der – mit Partnern – verschiedensten pflanzenbaulichen Fragestellungen nachgegangen werden kann. So können für dieses Projekt geeignete Daten in Bernburg erhoben und ausgewertet werden. Gleichzeitig bietet der Standort gute infrastrukturelle Voraussetzungen für Tagungen und Workshops. Für die Förderung des Projekts werden von Seiten der DLG Fachkräfte unterschiedlicher Arbeitsbereiche eingesetzt. Durch diesen interdisziplinären Ansatz wird sichergestellt, dass relevante Aspekte erkannt und in geeigneter Form in das Projekt eingebracht werden. Darüber hinaus werden Projektergebnisse über die Vielzahl an Kommunikationskanäle der DLG in die nationale und internationale Agrarbranche verbreitet. Die nationalen und internationalen Fachveranstaltungen der DLG bieten hierzu die passenden Plattformen

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Der Förderverein Digital Farming e.V. (FDF) mit Sitz in Kaiserslautern wurde in 2019 mit dem Ziel gegründet, die Optimierung der landwirtschaftlichen Erträge und der Nahrungsmittelqualität unter Erhalt aller natürlichen Ressourcen zu unterstützen. Dazu haben sich verschiedenste Akteure der Nahrungsmittelproduktion zusammengeschlossen. Das Spektrum reicht von innovativen mittelständischen Sensorherstellern und Fahrzeugzulieferern, wie Hydac oder Pessl Instruments, über Agrartechnikhersteller wie Rauch bzw. John Deere, aber auch Unternehmen der Milchverarbeitung (Hochwald), des Handels (Aldi Süd) oder der Pflanzenzucht (BASF). Die Partner unterstützen die Förderung von Nachwuchstalenten, Forschung und Entwicklung neuer Technologien, sowie das Testen neuer Geschäftsmodelle. Der FDF möchte im Rahmen seiner Rolle als assoziierter Partner in NaLamKI einen entscheidenden Beitrag zur Bewertung und Verbreitung der Projektergebnisse entlang der gesamten landwirtschaftlichen Wertschöpfungskette einbringen.

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Die Lehr- und Versuchsanstalt für Viehhaltung, Hofgut Neumühle (HM) ist eine Bildungsstätte im Bereich der konventionellen Milch- und Mutterkuhhaltung, Schweinehaltung und Schafhaltung. Im Außenbereich werden ca. 120 ha Ackerland und 150 Grünland bewirtschaftet. Im Bereich Digitalisierung arbeitet das Hofgut Neumühle bereits sehr erfolgreich in verschiedenen Projekten (z. B. Experimentierfeld Südwest, 5-G-Modellregion, HyServ, etc.) mit der TU KL, dem DFKI KL und John Deere als Leadfarm bzw. als Demonstrationsbetrieb für digitale Landwirtschaft zusammen. Durch den Bildungsauftrag des Hofguts Neumühle wird eine zeitnahe und praxisnahe Vermittlung der gewonnenen Erkenntnisse an die junge Landwirtschaftsgeneration gewährleistet und kann so zu einer Verstetigung und dauerhaften Anwendung und Nutzung der entwickelten KI-Anwendungen in der landwirtschaftlichen Praxis beitragen.

ALM ist eine Ausgründung des Lehrstuhls für Künstliche Intelligenz der TU Berlin. Durch Teilnahme an einem Forschungsprojekt zum Thema Qualitätskontrolle in der Produktion mit Partnern aus Wissenschaft und Industrie wurden wurden die Gründer auf das große Potential automatisierter Lösungen aufmerksam und haben sich entschlossen, ein QC-System zur Marktreife zu entwickeln. Dabei setzen sie auf aktuellste Verfahren aus Machine Learning, Computer Vision und Deep Learning.

Das Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V. forscht an der ökonomisch, ökologisch und sozial nachhaltigen Landwirtschaft der Zukunft – gemeinsam mit Akteuren aus der Wissenschaft, Politik und Praxis. Als Beitrag zur Bewältigung globaler gesellschaftlicher Herausforderungen wie Klimawandel, Ernährungssicherung, Erhalt der Biodiversität und Ressourcenknappheit entwickeln und gestalten wir Anbausysteme im Landschaftskontext, die den Bedarf an pflanzlicher Produktion mit Nachhaltigkeit verbinden. Hierzu kombinieren wir komplexe Landschaftsdaten mit einem einzigartigen Set an experimentellen Methoden, neuen Technologien, computergestützten Modellen und sozioökonomischen Ansätzen. ZALF-Forschung ist Systemforschung: von Prozessen in Böden, Pflanzen und Wasser, über Zusammenhänge auf der Feld- und Landschaftsebene bis hin zu globalen Auswirkungen und Berücksichtigung komplexer Wechselwirkungen zwischen Landschaft, Gesellschaft und Ökonomie.