(01.08.2023) Im Rahmen der Veranstaltung „Chancen der Digitalisierung für eine moderne nachhaltige Landwirtschaft“ der Großregion Rheinland-Pfalz und Saarland in Deutschland, Lothringen in der Region Grand Est in Frankreich, der Wallonie, der Fédération Wallonie-Bruxelles und Ostbelgien in Belgien, sowie dem Großherzogtum Luxemburg unter der Präsidentschaft des Ministeriums für Wirtschaft, Verkehr, Landwirtschaft und Weinbau Rheinland-Pfalz, hatte das Team von KI-Rebschnitt die Gelegenheit, den aktuellen Prototyp vorzustellen. Vertretern der Agrarverwaltungen, der Ministerien, der Wirtschaft und unterschiedlichen Verbänden der Großregion wurde in den Weinbergen des DLR Mosel in Bernkastel-Kues eine interaktive Vorführung geboten. Erstmals konnte sich unser Prototyp in den Händen von Nicht-Projektmitgliedern beweisen. Dazu wurden im Winter zurückgehaltene, trockene Rebstöcke entsprechend den Schnittvorschlägen geschnitten, die von der Anwendung auf dem Smartphone-Display empfohlen wurden. Zufrieden blicken wir auf diese erfolgreiche Veranstaltung zurück und bedanken uns bei den Organisatoren und TeilnehmerInnen.

(06.06.2023) In der mobilen KI-Rebschnitt App kann man sich über das Live-Tracking Schnittpositionen in Echtzeit anzeigen lassen. Nach erfolgreicher Initialisierung des Tracking stehen drei verschiedene Visualisierungen zur Auswahl. Die Standard-Visualisierung zeigt die Überlagerung vom abstrakten Graphmodell auf dem Rebstock an. Alternativ können auch Fruchtruten (in blau) und Zapfen (in rot) angezeigt werden. Bei dieser Visualisierung werden zusätzlich alternative Fruchtruten in lila angezeigt. Als dritte Option gibt es eine Visualisierung, welche die finalen Schnittpositionen anzeigt.

(02.05.2023) Zur Vorstellung und Evaluierung des aktuellen Prototyps gab es zum Ende der vergangenen Schnittsaison verschiedene Treffen im Weinberg. Zum einen fanden Einführungen in das System für die Winzer der OG statt, welchen anschließend Prototypen und Evaluierungsbögen übergeben wurden. Damit konnten Tests und Bewertungen in den Versuchsflächen durchgeführt werden. Zum anderen wurde der aktuelle Entwicklungsstand Vertretern der ADD bei einem Treffen Ende März präsentiert. Die Ergebnisse der Evaluierung und das Feedback der Winzer werden nun ausgewertet und fließen in die finale Version des Prototyps ein, welche in den nächsten und damit letzten Monaten Projektlaufzeit entwickelt wird.

(04.04.2023) Aus der 3D Punktewolke und dem Ergebnis der semantischen Segmentierung (farbliche Unterteilung) wird ein abstraktes Graphmodell der Pflanze erstellt. Dieses enthält alle notwendigen Informationen über Holzalter, Nodien, Eintrocknung, etc. um Schnittentscheidungen nach den Regeln des sanften Rebschnitts zu treffen. Anhand dieser Eigenschaften werden die Äste auf ihre Tauglichkeit als Fruchtrute bzw. Zapfen geprüft. Äste mit einer guten Bewertung als Fruchtrute bleiben stehen, während für die anderen eine Schnittposition gesucht wird. Zusätzliche Schnitte am Stamm entfernen altes, eingetrocknetes Holz. Die Schnittvorschläge sind hier als dunkelgraue Ebenen dargestellt.

(07.03.2023) Auch diesen Winter werden wieder Rebstöcke aufgenommen und annotiert um unseren Datensatz zu erweitern. Diesmal legen wir besonderen Wert darauf, eine möglichst große Vielfalt an Wetter- und Lichtverhältnissen abzudecken. Um das neuronale Netz vor allem für die Erkennung von kleinen Knospen entlang der Äste (hellblaue Punkte im Bild) nochmals zu verbessern, wurde die Auflösung der Aufnahmen erhöht und bei der Annotation besonderes Augenmerk darauf gerichtet.

(07.02.2023) Am 9. Januar wurde vom SWR ein Beitrag über unser Projekt in den Abendsendungen SWR aktuell ausgestrahlt. Wir freuen uns über den Bericht und bedanken uns in dem Zusammenhang, dass KI-Rebschnitt und unsere Arbeit innerhalb des 3. Förderaufrufs zu EIP-Agri (Europäische Innovationspartnerschaft landwirtschaftliche Produktivität und Nachhaltigkeit) durch den Europäischen Landwirtschaftsfonds für die Entwicklung des ländlichen Raums (ELER) des Ministeriums für Wirtschaft, Verkehr, Landwirtschaft, und Weinbau Rheinland-Pfalz gefördert wird.

(03.01.2023) Am 22. und 23. November 2022 fand in Lichtstern am Ritten bei Bozen das Weinbauseminar des Südtiroler Beratungsrings für Obst- und Weinbau statt. Dort konnte den Teilnehmern, welche vor Ort und online dazu geschaltet waren, das Projekt KI Rebschnitt, inklusive einer Live-Demonstration des Prototyps, vorgestellt werden. Das Publikum, welches sich sowohl aus Winzern, als auch aus Fachpersonal des Beratungsrings und des Versuchszentrums Laimburg zusammensetzte, konnte sich so von den Innovationen im Weinbau aus Rheinland-Pfalz selbst überzeugen. Das große Interesse zeigte sich auch in der abschließenden Diskussionsrunde. Wir danken den Veranstaltern für diese schöne Gelegenheit, unser Projekt zu präsentieren.

(06.12.2022) In diesem Video ist die aktuelle, mobile KI-Rebschnitt App zu sehen. Nachdem ein Rebstock ausgewählt wurde, wird dieser im aktuellen Bild der Handykamera lokalisiert und die zuvor berechneten Ergebnisse aus der KI-Rebschnitt Pipeline an der korrekten Stelle am Rebstock eingeblendet. Zusätzlich zum Stamm werden die berechneten Schnittpositionen und die zugehörigen Schnittebenen visualisiert.

(01.11.2022) Die Gesamtpipeline von KI-Rebschnitt besteht aus mehreren Komponenten. Zuerst wird eine Videoaufnahme von einem Rebstock gemacht. Aus der Videoaufnahme werden Keyframes ausgewählt, die möglichst unterschiedliche Perspektiven vom Rebstock abdecken. Unter Verwendung von 3D-Rekonstruktions-Software wird eine Punktewolke aus den Keyframes erstellt. Anschließend wird der Rebstock mithilfe der KI in seine einzelnen Bestandteile (1-, 2-, mehr-jähriges Holz, usw.) segmentiert. Die Ergebnisse aus der 3D Rekonstruktion und der Segmentierung werden in einer segmentierten Punktwolke vereint und weiterverarbeitet, um ein 3-dimensionales Graphmodell vom Rebstock abzuleiten. Basierend auf dem 3D Graphen des Rebstock werden die Schnittregeln des "Sanften Rebschnitts" umgesetzt. Abschließend können nun die Schnittpositionen mit einem Smartphone und ggf. einer Augmented-Reality-Brille in Echtzeit am Rebstock angezeigt werden.

(04.10.2022) Am 1. & 2. September 2022 hat die Beratertagung der Dienstleistungszentren Ländlicher Raum (DLR) beim DLR Rheinpfalz in Neustadt an der Weinstraße stattgefunden. Durch Impulsvorträge zu Innovationen in Weinbau und Oenologie wurden die Teilnehmer über verschiedene Projekte, Forschungsergebnisse und Neuentwicklungen informiert. In diesem Rahmen fand auch ein Fachvortrag über KI Rebschnitt statt. Mit großem Interesse wurde über den Projektstand, auch bei der anschließenden Exkursion in die Versuchsanlagen des Staatsweinguts und in zwei weitere Weingüter, diskutiert. Wir bedanken uns bei den Veranstaltern für die gute Organisation und bei allen Teilnehmern für interessante Gespräche.

(06.09.2022) Um die Arbeiten und Schnittversuche an unbelaubten Rebstöcken auch im Sommer weiterführen zu können und nicht nur auf die Schnittsaison im Winter begrenzt zu sein, wurde eine Fläche ins Projekt genommen, die im kommenden Jahr gerodet werden soll. Durch das Projektteam wurden die Pflanzen im unteren Stammbereich abgesägt und so das weitere Wachstum verhindert. Die Rebstöcke wurden damit im Winterzustand erhalten.

Dies ermöglicht dem Projektteam zeitliche Flexibilität und die Möglichkeit kurzfristiger Evaluationen des Prototyps. Zum einen direkt in der Fläche, zum anderen durch entnommene Rebstöcke im Labor.

(02.08.2022) Anhand einer 3D-Punktwolke und Farbbildern wird ein 3D-Modell vom Rebstockstamm erstellt.

Das 3D-Modell wird anschließend verwendet um den Rebstock in einer Videoaufnahme in Echtzeit zu lokalisieren. Nun können beispielsweise die Positionen der Augen oder Schnittwunden zu jeder Zeit in der Videoaufnahme an der korrekten Stelle am Rebstock visualisiert werden.

(05.07.2022) Aus Fotos eines Demonstrations-Rebstocks wird eine 3D-Punktewolke generiert. Die Farben der Punkte zeigen die Unterteilung des Rebstocks in seine Bestandteile mithilfe der zuvor trainierten KI. Aus diesen Daten kann der digitale Zwilling des Rebstocks aufgebaut werden, der zum Treffen der Schnittentscheidungen benötigt wird.

(07.06.2022) Am 18. Mai wurde, im Rahmen der 61. Arbeitstagung des Forschungsring des Deutschen Weinbaus am Staatlichen Weinbauinstitut Freiburg, das Projekt "KI Rebschnitt" vorgestellt. Der Fachvortrag von Carolin Horst und die Vorstellung der Hardware des Prototypen durch Matthias Porten stießen beim Publikum des Arbeitskreises III „Physiologie der Rebe und Rebveredelung“ auf großes Interesse mit anschließender konstruktiver Diskussion. Wir bedanken uns bei allen Beteiligten und den Veranstaltern für die gelungene Tagung.

(03.05.2022) Aus dem annotierten, also manuell beschrifteten, Bilddatensatz, erlernt das neuronale Netz der KI den Aufbau eines Rebstocks. Eine erste Version der KI erkennt nun den Rebstock im Bild unten. Sie kann die Pflanze dabei in Stamm, einjährige, zweijährige Äste und Nodien unterteilen. Zusätzlich werden Drähte erkannt, welche im Weinberg gespannt sind.
Zunächst geschieht dies offline, auf vorbereiteten Videos. Im nächsten Schritt folgt dann das Tracking der Bestandteile des Rebstocks in Echtzeit im Weinberg.

(05.04.2022) Im Rahmen des Projekts wird eine KI entwickelt, welche einen Rebstock erkennen und in seine einzelnen Bestandteile unterteilen kann. Für das Training der KI wurde ein Datensatz aus Videoaufnahmen von Rebstöcken erstellt. Die einzelnen Bilder der Rebstöcke werden nun manuell mit einem speziell für KI-Rebschnitt entwickelten Programm annotiert, dies entspricht einem Beschriften aller Bestandteile der Rebe. Das Annotationsprogramm kann im Standard- und im Expertenmodus verwendet werden. Der Expertenmodus ermöglicht es, zusätzlich zu den Bestandteilen, auch Informationen über Fruchtruten und Schnittmarken einzuzeichnen.

(01.03.2022) Zum Anlernen der künstlichen Intelligenz wird zunächst ein großer Datensatz an Bildern benötigt, die die Problemstellung von KI-Rebschnitt abbilden. Mit Hilfe von Datenbrillen werden dazu in der aktuellen Schnittsaison Videos von Rebstöcken und während des Rebschnitts unter realen Bedingungen im Weinberg aufgenommen. Die Einzelbilder der Videos sollen im nächsten Schritt annotiert, also manuell digital beschriftet, werden. Danach werden diese der KI zur Verfügung gestellt. Das System aus Datenbrille und Smartphone bildet den Prototypen, mit welchem im finalen Schritt die Schnittvorschläge angezeigt werden sollen.

Startschuss am 2. Juni 2021! Direkt im Weinberg fand bei schönstem Sommerwetter die offizielle Übergabe des Förderbescheids statt. Weiteres finden Sie auch auf der Webpräsenz des Ministeriums für Wirtschaft, Verkehr, Landwirtschaft und Weinbau (Link).