Pilotprojekt im Bereich Open Source Landwirtschaft

Warum beschäftigen wir uns mit dem Thema Landwirtschaft?

Laut verschiedenen Quellen wird die Weltbevölkerung bis 2050 voraussichtlich 9,1 Milliarden Menschen erreichen , also rund 20 % mehr als 2021. Von diesen 9,1 Milliarden Menschen werden schätzungsweise 70 % in städtischen Gebieten leben, im Gegensatz zu den heute beobachteten 55 %. Darüber sank das Niveau der extremen Armut während des letzten Jahrhunderts, wodurch mehr Menschen Zugang zu einem besseren und vielfältigeren Ernährungsangebot haben. Zusammen mit der erwarteten Zunahme von biobasierten Ressourcen wie Kunststoffen oder Biokraftstoffen , muss die landwirtschaftliche Produktion um etwa 70 % steigen, um den weltweiten Bedarf an Rohstoffen und Lebensmitteln zu decken.

Quelle: AO (2015), SDG Wheel

Was machen wir?

Für den Bereich Landwirtschaft haben wir derzeit zwei spannende Projekte ins Leben gerufen, die Pilotprojekte für den Bereich Open Source Landwirtschaft darstellen.

Wir setzen uns als Fab City Hamburg mit Landwirtschaft und dem Leben im urbanen und ländlichen Raum auseinander und erforschen, wie wir dort mit unserem Wissen, unseren Fähigkeiten und als Community zu mehr Nachhaltigkeit beitragen können.

Wie machen wir das?

Wir glauben fest daran, dass die Zusammenarbeit in multidisziplinären Teams mit Menschen aus unterschiedliche Hintergründen der Schlüssel zur Bewältigung dieser Art von herausfordernden Problemen ist. Nahrung ist kulturübergreifend und verbindet. Wir alle brauchen sie und wir sind auf die Gesundheit des Planeten, auf dem wir alle leben, angwiesen.

Daher war einer der ersten Schritte, den wir in diesem Projekt unternommen haben, die Schaffung einer lokalen, regionalen und internationalen Community. Das lokale und regionale Team wird von Mitgliedern des Fab City Hamburg e.V. , der Hamburger Klimaschutz Stiftung und der Helmut-Schmidt-Universität getragen. Auf internationaler Ebene ist das Fab-City-Netzwerk das Haupttor für die Zusammenarbeit.

Farm-Roboter soll Hochbeet auf „Gut Karlshöhe“ bewirtschaften

https://farm.bot/pages/genesis

FarmBot Hamburg

Der FarmBot in Hamburg zeigt, wie wir mir Open Source Hardware und künstlicher Intellilgenz Pflanzen smarter anbauen und ertragreich ernten können. Der FarmBot ist ein Open Source Hardware Produkt der gleichnamigen Firma mit Sitz in der USA (Kalifornien), Farm Bot – Source CNC Farming. Wir wollen den“ Farmbot Genesis XL 1.6″, der eine Fläche von 18 Quadratmetern bewirtschaften kann, auf dem Gut Karlshöhe in Hamburg Bramfeld in Betrieb nehmen. Die erste Anbausaison beginnt in 2023 und wird von verschiedenen Bildungsformaten begleitet werden!

Fab City Hamburg

Projektförderung: dtec.bw, BWI Hamburg

Künstliche Intelligenz & Maschinelles Lernen

In der Fab City Hamburg glauben wir, dass neue Technologien wie künstliche Intelligenz
(KI) und Maschinelles Lernen (ML), zusammen mit Robotik und Internet der Dinge (IoT) dabei helfen können, einige der oben genannten Herausforderungen zu lösen.

Damit diese Technologien und ihre Anwendung jedoch greifbar werden, müssen sie global zugänglich werden und nicht nur das Privileg der reichen Länder und Bauern sein. Das ist der Hauptgrund, warum wir uns für ein Open Source Framework entschieden haben, das es ermöglicht, die Informationen einfach zu teilen und für jede:n zugänglich zu machen, die/den es interessiert. Darüber hinaus ermöglicht dies ein Community-gesteuertes Wachstum auf globaler Ebene, das heißt jede:r auf dem Planeten kann zum Projekt frei beitragen und es nutzen, um Wissen zu demokratisieren.

Einer unserer Vorschläge ist es, einige der mühsamsten und anstrengendsten landwirtschaftlichen Tätigkeiten durch KI/ML-basierte Robotersysteme zu automatisieren, wodurch die allgemeinen Arbeitsbedingungen verbessert werden würden. Die Implementierung eines automatischen Unkrauterkennungs- und -entfernungssystems würde zum Beispiel den Landwirt:innen ermöglichen, sich auf andere möglicherweise wichtigere Aufgaben zu konzentrieren und sie zu entlasten.

Die meisten modernen KI- und ML-Modelle, die zur Lösung bildbezogener Aufgaben verwendet werden, erfordern eine beträchtliche Anzahl von Beispielen, um die gewünschten visuellen Muster zu lernen. Die Sammlung der vorgenannten Beispiele sind die sogenannten Datensätze. Größe und Qualität der Datensätze sind entscheidende Faktoren für die Qualität der resultierende KI/ML-Modelle.

Deswegen werden wir einige Anstrengungen darin investieren, smarte landwirtschaftlihce Robotersytem innerhalb der Fab City Hamburg zu konstruieren und sie werden sehr eng verlinkt sein mit der Zusammenstellung der offenen Datenquellen, die für das Training und die Bewertung der entwickelten KI/ML-Modelle erforderlich sind.

Dokumentation

Die Baupläne und Montageanleitung des FarmBots sind Open Source und online frei verfügbar.

Projekt-Neuigkeiten

FarmBot Hamburg auf Instagram.
FarmBot Hamburg auf Twitter

… Im Juli geht es weiter mit dem Aufbau! Bald kann der FarmBot in Betrieb genommen werden und auf dem Gelände von Gut Karlshöhe beobachtet werden.

Erster Tag: Aufbau FarmBot Hamburg im Juni 2022

Projektbeginn Herbst 2021

Weitere Projekte im Bereich Landwirtschaft

Vertical Farming

Vertikale Landwirtschaft ist ein Ansatz für den Anbau von Pflanzen und Feldfrüchten in gestapelten Schichten. Es wird oft mit hochkomplexen Indoor-Farmen mit kontrollierter Umgebung in Verbindung gebracht, die Lebensmittel im kommerziellen Maßstab produzieren. Diese Indoor-Farmen zielen darauf ab, das Pflanzenwachstum mit künstlichem Licht zu optimieren und gleichzeitig den Bedarf an Platz, Wasser und Dünger im Vergleich zu herkömmlichen Freilandfarmen zu minimieren. Die meisten vertikalen Farmen verwenden eine von drei erdlosen Anbautechniken wie Hydroponik, Aeroponik oder Aquaponik. Es gibt jedoch auch traditionellere Ansätze, die Erde verwenden, insbesondere in privaten, DIY-artigen Outdoor-Systemen. Im Allgemeinen ermöglicht Vertical Farming eine platzsparende Möglichkeit, Pflanzen anzubauen und Lebensmittel lokal zu produzieren. Das erscheint vor allem für Stadtbewohner interessant, die oft keinen Platz haben, um ihr eigenes Gemüse konventionell anzubauen, und daher vollständig auf die Lebensmittelversorgungskette angewiesen sind.

Prototypentwicklung für Vertical Farming

Im Rahmen eines Workshops zum Thema „Vertical Farming“ der Arab-German Young Academy for Sciences and Humanities (AGYA) wurden zwei Prototypen entwickelt und aufgebaut. Ziel war es zu zeigen, dass die Erstellung eines vertikalen Landwirtschaftssystems weder komplex ist noch viel Material oder Ausrüstung erfordert. Diese beiden Systeme lassen sich auch problemlos auf Ihrem Balkon, in Ihrem Garten oder sogar in Ihrer Küche aufstellen. Die Outdoor-Version zielt darauf ab, einen Weg aufzuzeigen, wie alltägliche Materialien, die Sie wahrscheinlich in Ihrem Haus finden, für den Bau eines vertikalen Landwirtschaftssystems wie Regenrinnen und Holz wiederverwendet werden können. Im Gegensatz dazu zeigt die Indoor-Version eine eher technische Option bei der Nutzung der Einrichtungen eines Makerspace oder Fab Lab.

Outdoor-Variante
Indoor-Variante

Dokumentation

Die Dokumentation beider Prototypen sind online verfügbar.

Eine vollständige Dokumentation mit CAD-Dateien, Stückliste und einer ausführlichen Bauanleitung wird in Kürze hinzugefügt.

Projektteam & Kontakt: Gaia Di Martino, Svenja Zadow, Juan Manuel Grados Luyando and Sebastian Graber (HSU)

Konferenz & Workshop 2022

Vom 4.-6. Juli 2022 findet ein transdisziplinärer Workshop zum Thema „Vertical Farming and Innovative Urban Agriculture“ statt. Teilnahme nur mit Anmeldung! [Die Anmeldefrist ist Anfang Juli abgelaufen]

Forschung

Urban Food Production & Urban Agriculture

Im Fab City Forschungsprojekt, gefördert durch dtec.bw, forscht Svenja Zadow an der HSU zu den Themen Nachhaltigkeit, Resilienz und Nahrungssicherheit.

Ansprechpartner:innen für Projekte im Bereich Landwirtschaft

Jennifer Wilke, Fab City Hamburg e.V. (Projektmanagerin)

Andje Stamer
, Hamburger Klimaschutzstiftung (Fachreferentin Nachhaltigkeit)