Intelligente Land- und Wasserwirtschaft
Im Reallabor intelligente Land- und Wasserwirtschaft erforschen und verproben wir Lösungen für eine resiliente und nachhaltige Lebens- und Nahrungsmittelversorgung im Kontext von Klimawandel, Umweltverschmutzung und Ressourcenknappheit. Die Frage nach Konzepten zur Ernährung der zunehmend steigenden globalen Bevölkerung bei gleichzeitiger verschärfung der klimatischen Bedingungen auf der Erde stellt dabei eine der großen Herausforderungen des 21. Jahrhunderts dar. Im Mittelpunkt unserer Forschung steht dabei der Einsatz und die Konzeption von (teil-) automatisierten Systemen zur Überwachung, Steuerung und Plannung der Pflanzenaufzucht sowie der Randbedingungen und Umweltkonditionen.
Motivation
Die katastrophale Verschärfung des Klimawandels, die starke Umweltverschmutzung und die Verknappung der nicht erneuerbaren Ressourcen zwingen die Gesellschaft, die ineffiziente und zerstörerische lineare Wirtschaft (LE), auf die sie sich bisher verlassen hat, aufzugeben. Eine Kreislaufwirtschaft (CE) ersetzt unsere LE durch zirkuläre, nachhaltigere Formen des Konsums und der Produktion und entkoppelt das Wirtschaftswachstum vom Verbrauch natürlicher Ressourcen. Dabei zielt die Kreislaufwirtschaft darauf ab, die natürlichen Ressourcen zu erhalten und den Ausstoß von Schadstoffen zu minimieren. In der Kreislaufwirtschaft werden Produkte und Dienstleistungen so konzipiert und konstruiert, dass sie jederzeit in den Wirtschafts- und Materialkreislauf zurückgeführt werden können.
Verwandte Konzepte, wie z. B. die Kreislaufgesellschaft, gehen über den reinen Wirtschaftskreislauf hinaus und zirkulieren und verteilen Wohlstand, Wissen, Technologie und Macht in der gesamten Gesellschaft neu.
Forschungsfeld des Reallabors
Die Forschungsfelder des Reallabors Intelligente Land- und Wasserwirtschaft lassen sich in die beiden namensgebenden Teilbereiche gliedern. Die Forschungfelder der beiden Bereiche fokussieren sich dabei:
...im Bereich Landwirtschaft auf:
- Prognosesysteme zur Vorhersage von Hochwasser
- Monitoring und Kreislauffähigkeit von Wasser
...im Bereich Wasserwirtschaft auf:
- Automatisierte Agrarproduktion und Wachstumsoptimierung
- Urban farming
Um diese Forschungsbereiche zu adressieren werden im Rahmen des Reallabors verschiedene Technologien entwickelt und eingesetzt. Hierzu zählen:
...im Bereich Landwirtschaft:
- Datengetriebene Systeme zur Überwachung des Aufzuchtvorgangs
- Künstliche Intelligenz zur Bewertung von Aufzuchtfortschritten sowie Krankehietsdetektion
- Automatisierte Systeme zur Pflanzung und Aufzucht von Nutzpflanzen durch kartesische Roboter und Inkubationssysteme
...im Bereich Wasserwirtschaft:
- Maschinelles Lernen zur Vorhersage von Pegelständen und zur frühzeitigen Gefahrenerkennung
- Sicherstellung der Integrität von Wasserleitsystemen mittel automatisierten Systemen
- Verbesserung des Wassernutzungskreislaufs durch sensorgestützte Optimierung und Steuerung
