FarmScan

© Fraunhofer IMS
An einer Drohne (links) wird ein Lesegerät montiert, welches die abbaubaren Bodensensoren (rechts) mit Energie versorgt und Messwerte wie Bodenwassergehalt und pH-Wert ausliest.

FarmScan will die Präzisionslandwirtschaft umweltfreundlicher machen – mit neuen Sensoren und cleverer Datenanalyse. Unter der Leitung des Fraunhofer IMS werden im öffentlich geförderten Projekt spezielle Sensoren entwickelt, die den Zustand des Bodens laufend messen. Am Ende der Saison lösen sie sich von selbst in ungefährliche Stoffe auf. Weil die Sensoren biologisch abbaubar sind, können viel mehr davon eingesetzt werden als bisher. So bekommen Landwirtinnen und Landwirte noch genauere Informationen über ihre Felder.

Über das Projekt

© Fraunhofer IMS

Angesichts des Klimawandels ist eine räumlich detaillierte Kenntnis der Bodenbedingungen – wie Feuchtigkeit, Nährstoffe und Schädlingsausbreitung – für die Landwirtschaft unerlässlich, um den Einsatz von Bewässerung, Düngemitteln und Pestiziden zu minimieren. Satellitendaten sind ein guter Ausgangspunkt, leiden aber oft unter eingeschränkter Qualität. Bodensensoren sind genauer, erfordern jedoch einen erheblichen Aufwand sowohl für das manuelle Ausbringen auf dem Feld als auch für das Einsammeln am Ende der Lebensdauer. 

Das Bild zeigt Feldarbeiten auf der Versuchsfarm A. Servadei in S. Osvaldo, Provinz Udine, die von Di4A, UUD (https://aziendagraria.uniud.it/) verwaltet wird und auf der die Feldversuche mit Sommer- und Winterweizen stattfinden werden.
© Conor Kohoe, UCD
Das Bild zeigt die Einarbeitung von Gerstenrückständen im Rahmen experimenteller Arbeiten auf der UCD Lyons Farm (https://www.ucd.ie/lyonsfarm/about/facilities/), wo einige der FarmScan-Experimente stattfinden werden.

FarmScan hat sich zum Ziel gesetzt, abbaubare Bodensensorknoten zu erforschen. Diese sind als passive, chip-lose RFID-Transponder konzipiert und zerfallen in unschädliche Materialien, sodass sie nach der Datenerfassung nicht mehr eingesammelt werden müssen. Dadurch können sie in viel größerer Zahl eingesetzt werden, was das Verständnis von Bodenprozessen erleichtert und es den Landwirtinnen und Landwirten ermöglicht, ihre Felder gezielter zu düngen und zu bewässern, und gleichzeitig ihre Erträge zu steigern. 

Hauptaktivitäten des Projekts

  • Entwurf und Entwicklung von abbaubaren Sensorknoten für die Fernüberwachung relevanter Bodenparameter unter Verwendung passiver, chiploser RFID-Technologie.
  • Testen und Auswahl verschiedener Materialsysteme, um sicherzustellen, dass sich die Sensoren in unschädliche Materialien zersetzen.
  • Durchführung von Lebenszyklusanalysen, um die positiven Umweltauswirkungen der neuartigen Bodensensoren im Vergleich zu herkömmlichen Sensoren zu bestätigen.
  • Entwicklung einer KI-gesteuerten Datenintegrationsplattform und eines benutzerfreundlichen Dashboards, um Landwirtinnen und Landwirten Entscheidungshilfen in Echtzeit zu bieten.
  • Durchführung umfangreicher Feldversuche, um die Leistung der neuartigen Sensoren in verschiedenen Anbauzyklen und Bodenbearbeitungssystemen zu testen.
  • Zusammenarbeit mit verschiedenen Interessengruppen im Rahmen von Workshops und Feldtagen, um Feedback zu sammeln und die Projektergebnisse zu demonstrieren.

 

© Fraunhofer IMS
Das Bild veranschaulicht das FarmScan-Konzept mit einer nicht funktionsfähigen Demo in Form eines batterielosen RFID-Transponders, der die Bodenfeuchtigkeit überwacht.

FarmScan wird eine bedeutende Auswirkung auf die Gesellschaft haben. Durch die Bereitstellung präziser Bodendaten in Echtzeit wird das Projekt Landwirtinnen und Landwirten helfen, ihre Ressourcennutzung zu optimieren, was zu höheren Ernteerträgen und geringeren Arbeits- und Betriebsmittelkosten führt. Die Verwendung von abbaubaren Sensoren fördert die ökologische Nachhaltigkeit, indem sie die Menge an Elektroschrott reduziert.

FarmScan wird mit Interessengruppen wie landwirtschaftlichen Gemeinschaften, Forschern und politischen Entscheidungsträgern im Rahmen von Workshops und Feldversuchen zusammenarbeiten, um sicherzustellen, dass die Entwicklungen den realen Bedürfnissen und Herausforderungen gerecht werden. Im weiteren Sinne wird das Projekt zu allgemeinen Nachhaltigkeitszielen beitragen, indem es widerstandsfähige landwirtschaftliche Praktiken fördert, die sich an den Klimawandel anpassen. Letztendlich wird es die Ernährungssicherheit und die Lebensgrundlagen im ländlichen Raum verbessern, indem es einen Präzedenzfall für umweltfreundliche Innovationen in der Landwirtschaft schafft. 

This project is part of the programme of the Green ERA-Hub that has received funding from the European Union’s Horizon Europe research and innovation programme under Grant Agreement No. 101056828.

 

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