Mit Laserstrahlen gegen Schadinsekten

30.04.2019 Forschung & Technik

Optische Früherkennung von Vorratsschädlingen

Star Wars lässt grüßen: Wissenschaftler des Julius Kühn-Instituts (JKI) erproben ein Lasertechnik-Verfahren in Verbindung mit einer automatisierten Bilderkennung, mit dem sich Vorratsschädlinge gezielt bekämpfen lassen.

Vorratsschädlinge sind in den Getreidesilos der Landwirte und Lagerhäuser nicht gerne gesehen. Die Schadinsekten müssen möglichst frühzeitig erkannt werden, um sie zu bekämpfen. Der „Insektenlaser“ von Dr. Peter Kern und Dr. Cornel Adler könnte künftig die Praxis in Lagerräumen revolutionieren. Die JKI-Wissenschaftler untersuchen in ihrem aktuellen Forschungsprojekt, ob sich die Lasertechnik in Verbindung mit einer automatisierten Bilderkennung für den Schutz gelagerter Pflanzenerzeugnisse eignet.

Mit Laser gegen Kornkäfer und Mehlmotte

In einem ersten Schritt wurde erprobt, ob mithilfe eines Kamerasystems einzelne, sich bewegende Insekten wie Kornkäfer oder Mehlmotten, die auf dem Getreide herumlaufen, erkannt werden. „Dazu gewinnt die Kamera Bildinformationen von der Oberfläche des Schüttgetreides und vergleicht diese kontinuierlich mit Referenzbildern und Merkmalen von Schadinsekten, die zuvor in einer eigenen Datenbank hinterlegt worden sind“, beschreibt Dr. Adler das Verfahren. Eine Herausforderung besteht laut des JKI-Experten für Vorratsschutz darin, ob die Bilderkennungssoftware qualitativ hochwertige Auflösungen liefert und tatsächlich kriechende beziehungsweise fliegende Insekten sowie deren Larven artspezifisch unterscheiden kann.

Dr. Kern fertigt die Videosequenzen der Insekten an, und gibt sie an die Kooperationspartner der Brandenburgischen Technischen Universität Cottbus (BTU) zur Musterkennung weiter. „Es galt herauszufinden, inwiefern sich bewegende Insekten in verschiedenen Stadien überhaupt mit energiereichen Laserstrahlen abtöten lassen, ohne dass dabei Brandflecken im Getreide entstehen“. Das prüfen Partner vom Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration (IZM). In einem nächsten Schritt wird nun untersucht, ob eine Einzelbekämpfung erkannter Schadinsekten an der Getreideoberfläche mittels eines Laserstrahls möglich ist. 2020 soll es einen Prototyp geben, bei dem die Koordinaten der Kameraüberwachung an einen Schwingspiegel weitergegeben werden und dieser die Laserstrahlen entsprechend umlenkt. Der Spiegel wird in Position gebracht, dann wird ein Laserimpuls ausgelöst, der den erkannten Schädling durch die mit der Strahlung einhergehenden schnellen Temperaturerhöhung eliminiert, ohne Schäden an den Vorräten zu hinterlassen.

Quelle: JKI