Das Team des AIT Austrian Institute of Technology wurde beim Kongress des Internationalen Instituts für Zuckerrübenforschung (IIRB) in Brüssel mit dem dritten Preis für seine bahnbrechende Forschung im Bereich der optischen, automatisierten Qualitätskontrolle von Zuckerrüben ausgezeichnet. Diese Anerkennung unterstreicht den Stellenwert ihrer innovativen Technologie für eine effizientere Zuckerproduktion.
Allein in Österreich werden jährlich rund 466.000 Tonnen Zucker aus ca. 2,4 Millionen Tonnen Rüben erzeugt. (Quelle - statista). Die Ernte der Zuckerrüben findet im Herbst statt. In dieser Zeit werden täglich mehrere Tonnen Rüben in die Fabriken gebracht und zu Zucker verarbeitet. Der Rest wird auf den Feldern zwischengelagert – eine für die Zuckerrüben kritische Phase. Denn während der Lagerung herrschen unterschiedliche Witterungsverhältnisse. Darüber hinaus bilden Beschädigungen der Rübenkörper beim Erntevorgang, Tierfraß, Bodenanhaftungen und Blätterwerk Angriffsflächen für Mikroorganismen wie Bakterien und Pilze, die den Zucker in den Rüben abbauen und somit den Zuckerertrag erheblich mindern.
Nach der Ernte und bis zur Verarbeitung werden die Zuckerrüben auf dem Acker zwischengelagert, was sich auf den Zuckerertrag negativ auswirken kann. Fotocredit: AIT
Züchtung von resistenten Zuckerrüben
Um dem entgegenzuwirken, wurden in unterschiedlichen Versuchsreihen Rübensorten gezüchtet, die sich durch eine bessere Lagerfähigkeit und eine höhere Resistenz gegen Mikroorganismen auszeichnen und einen möglichst hohen Zuckerertrag versprechen. Die Dokumentation dieser Versuche erfolgte bisher manuell und war aufwändig. Nun soll eine automatisierte Dokumentation Erleichterung bringen und zu einer objektiven Beurteilung von Qualität und Quantität der Rüben führen. Außerdem soll sie Prognosen zum zu erwartenden Zuckerertrag zulassen.
Kamerabasierte automatisierte Qualitätsinspektion und objektive Beurteilungskriterien
Die Forscher:innen der Assistive & Autonomous Systems Gruppe am AIT Center for Vision, Automation & Control haben sich dieser Herausforderung gewidmet und ein automatisiertes Prüfverfahren entwickelt, um die Schäden und Verunreinigungen an Zuckerrüben effizient zu erkennen und zu bemessen. Dazu erstellten sie einen umfangreichen Datensatz mit annotierten Bildern und trainierten damit ein Neuronales Netz. Ihre Methode, die ausschließlich Farbbilder verwendet, bietet eine präzise und objektive Analyse von Erdanhaftungen, Blattmengen sowie von Beschädigungen. Sie unterstützt damit gesicherte Aussagen zur Qualität der Rübenkörper.
Neuer Datensatz: Für die Forschungsarbeit wurden rund 1180 Zuckerrüben unter verschiedenen Wetter- und Lichtbedingungen geerntet und fotografiert. Jedes Pixel wurde einer von sieben Klassen zugeordnet (Hintergrund, Rübe, Schnitt, Blatt, Erde, Beschädigung, Fäulnis). Fotocredit: AIT
Mit einer beeindruckenden Genauigkeit bei der Gewichtsschätzung der Rüben einerseits und der Verunreinigungen andererseits eignet sich die Technologie auch, um das tatsächliche Zuckerrübengewicht zu ermitteln. Sowohl für die Rübenanbauern als auch Zuckerproduzenten bedeutet dies ein faires und objektives Abnahmeverfahren.
Weitere Forschungsarbeiten und methodische Verbesserungen sind geplant. So soll die Züchtung und Bonitierung (Qualitätsbeurteilung) neuer Zuckerrübensorten mit verbesserter Lagerfähigkeit automatisiert werden. Dazu vertiefen Wissenschaftler:innen zweier AIT-Center, nämlich des oben erwähnten Center for Vision, Automation & Control und des Center for Health and Bioresources, ihre Zusammenarbeit, um neuartige KI-Methoden zu entwickeln, die Bildmaterial und verschiedene molekulare Marker kombinieren.
3.Platz für die Posterpräsentation der AIT Forscher:innen auf der IIRB
Das Internationale Institut für Zuckerrübenforschung IIRB ist eine internationale, nichtstaatliche und gemeinnützige Organisation. Mit dem Ziel die Zuckerrübenproduktion voranzubringen, bietet IIRB eine Plattform für die Vernetzung und den Wissenstransfer zwischen Wissenschaftler:innen und Fachleuten im Zuckerrübenanbau und organisiert den gleichnamigen Kongress.
Für seine Klarheit, Wissenschaftlichkeit und den wertvollen Beitrag für die Zuckerrübenindustrie wurde der AIT Posterbeitrag aus insgesamt 115 Posterpräsentationen mit dem 3. Platz ausgezeichnet.
Wir gratulieren den AIT Wissenschaftlern GERARDUS CROONEN, ANDREAS TRONDL, DANIEL STEININGER sehr herzlich zu diesem wohlverdienten Erfolg.