WeLASER: Technische Alternative im Unkrautmanagement
25.03.2021

Mit autonomen Systemen wollen die Partner im EU-Projekt WeLASER zukünftig Unkraut mit dem Laser bekämpfen. (Foto: AGREENCULTURE, Frankreich)

Infografik zum technischen Prozess des Projekts WeLASER. (Grafik: WeLASER)

Logo des EU-Projekts WeLASER (Grafik: WeLASER)

Anstatt chemische Produkte einzusetzen, soll zukünftig das Wachstumszentrum von Unkräutern mittels Laserstrahlung letal geschädigt werden. Die Grundlage dafür wollen die Partner im EU-Projekt WeLASER schaffen. Das Vorhaben vereint Forschungsinstitutionen, Unternehmen und Nichtregierungsorganisationen (NGOs) aus dem Agrarbereich aus acht EU-Staaten, unter anderem das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH). Die Partner wollen in den nächsten drei Jahren die Wirksamkeit eines Lasersystems an ausgewählten Nutzpflanzen testen.

Vor dem Hintergrund einer wachsenden Weltbevölkerung und der Notwendigkeit, den Einsatz von Pestiziden und Düngemitteln zu reduzieren, strebt WeLASER eine nachhaltigere Unkrautbehandlung an. Konventionelle mechanische Methoden können die Bodeneigenschaften verschlechtern und nützliche Bodenorganismen schädigen. Außerdem erzielen sie bei der Unkrautbekämpfung in der Reihe nur unbefriedigende Ergebnisse.

Mit Laser, KI und IOT gegen Unkraut
Die WeLASER-Lösung konzentriert sich daher auf eine nicht-chemische Unkrautbekämpfung. Die Idee dahinter ist, das Wuchszentrum des Unkrauts mit hohen Energiedosen einer Hochleistungs-Laserstrahlquelle zu schädigen. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des LZH entwickeln dafür ein Bildverarbeitungssystem, das mittels künstlicher Intelligenz (KI) Nutzpflanzen von Unkraut unterscheidet. Dieses System trainieren sie außerdem darauf, die Position der Unkrautmeristeme zu erkennen. Mit den Zielkoordinaten wird am LZH ein robustes, mehrreihiges Scannersystem angesteuert, so dass der Laserstrahl auf das Wuchszentrum ausgerichtet werden kann.

Für den Einsatz auf dem Feld sollen die Systeme auf einem autonomen Fahrzeug installiert werden. Koordiniert werden sie dann über einen intelligenten Controller, der Internet of Things (IOT)- und Cloud-Computing-Techniken nutzt, um landwirtschaftliche Daten zu verwalten und einzusetzen.

Prototyp bis 2023
Das LZH entwickelt weiterhin Konzepte, wie die Lasersicherheit für alle beteiligten Personen wie Landwirte und Maschinenbediener gewährleistet werden kann. Testen wollen die Partner den Prototypen an Zuckerrüben-, Mais- und Wintergetreidekulturen. Der Prototyp soll zum Projektende, also 2023, zur Verfügung stehen und dann für die Kommerzialisierung weiterentwickelt werden.

Die Technologie des WeLASER-Projekts bietet eine saubere Lösung für das Unkrautproblem und trägt dazu bei, die Chemikalienbelastung der Umwelt deutlich zu verringern.

Über WeLASER
WeLASER ist ein europäisches Innovationsprojekt, das im Rahmen des Programms "Horizont 2020" finanziert wird. Es wird vom spanischen Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC, dt.: Rat für wissenschaftliche Forschung) koordiniert. Beteiligt sind weiterhin: Futonics LASER (Deutschland), Laser Zentrum Hannover e.V. (Deutschland), die Abteilung für Pflanzen- und Umweltwissenschaften der Universität Kopenhagen (Dänemark), AGREENCULTURE SaS (AGC, Frankreich), Coordinadora de Organizaciones de Agricultores y Ganaderos (COAG, dt.: Koordinator der Landwirte und Viehzuchtorganisationen; Spanien), die Fakultät für Agrarwissenschaften der Universität Bologna (Italien), Instytut Ekologii Terenów Uprzemysłowionych (IETU, dt.: Institut für Ökologie der Industriegebiete; Polen), die Fakultät für Agrarökonomie der Universität Gent (Belgien) und Van den Borne Projecten BV (VDBP; Niederlande).

Mit Hilfe der europäischen Fördermittel will im Forschungsvorhaben WeLASER eine große Gruppe von Akteuren und Interessenvertretern Fortschritte bei der Steigerung der landwirtschaftlichen Produktivität erzielen und gleichzeitig die Umwelt nachhaltiger gestalten sowie die Gesundheit von Tier und Mensch verbessern.

Mehr Informationen: https://welaser-project.eu/

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Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH)
Als unabhängiges gemeinnütziges Forschungsinstitut steht das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) für innovative Forschung, Entwicklung und Beratung. Das durch das Niedersächsische Ministerium für Wirtschaft, Arbeit, Verkehr und Digitalisierung geförderte LZH widmet sich der selbstlosen Förderung der angewandten Forschung auf dem Gebiet der Photonik und Lasertechnologie. 1986 gegründet arbeiten inzwischen fast 200 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter am LZH.

Der Fokus des LZH liegt auf den Bereichen Optische Komponenten und Systeme, Optische Produktionstechnologien und Biomedizinische Photonik. Die interdisziplinäre Zusammenarbeit von Naturwissenschaftlern und Maschinenbauern ermöglicht innovative Ansätze für Herausforderungen verschiedenster Bereiche: von der Komponentenentwicklung für spezifische Lasersysteme bis hin zu Prozessentwicklungen für die unterschiedlichsten Laseranwendungen, zum Beispiel für die Medizintechnik oder den Leichtbau im Automobilsektor. 18 Ausgründungen sind bis heute aus dem LZH hervorgegangen. Das LZH schafft so einen starken Transfer zwischen grundlagenorientierter Wissenschaft, anwendungsnaher Forschung und Industrie.