Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Mit gezücktem Laserschwert Schadinsekten in Vorratslagern bekämpfen

13.11.2018

Wissenschaftler des Julius Kühn-Instituts (JKI) erproben neues Verfahren der optischen Früherkennung, das Vorratsschädlinge mit energiereichen Laserstrahlen ausschaltet

Seit Menschen Vorräte anlegen, gibt es auch spezialisierte Insekten, die sich von ihnen ernähren. Da der Befall mit Vorratsschädlingen zu erheblichen Nachernteverlusten führt, versucht man vorzubeugen durch die Anlage dichter und speziell klimatisierter Lagerräume (z. B. Getreidesilos) und mit möglichst insektendichten Verpackungen für Transport und Handel.


Schema Aufbau des Bilderfassungssystems im Labor

Ansonsten gilt es, Schadinsekten möglichst frühzeitig zu erkennen, um sie unschädlich zu machen, bevor sie sich vermehren und weiteren Schaden anrichten. Das Szenario vom „Insektenlaser“, welches Dr. Peter Kern und Dr. Cornel Adler vom Julius Kühn-Institut (JKI) zeichnen, mutet wie Science Fiction an, könnte jedoch 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. Erste Ergebnisse des Projekts, welches vom Bundeslandwirtschaftsministerium über die BLE gefördert wird, sind kürzlich auf zwei wichtigen Fachtagungen vorgestellt worden, auf der “12th International Working Conference on Stored Product Protection (IWCSPP)“ in Berlin (07.-11.10.2018) und auf der Deutschen Pflanzenschutztagung in Hohenheim (11.-14.09.2018).

In einem ersten Schritt wurde erprobt, ob mit Hilfe 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. Cornel Adler das Setting.

Eine Herausforderung besteht laut des JKI-Experten für Vorratsschutz darin, ob die Bilderkennungssoftware qualitative hochwertige Auflösungen liefert und tatsächlich kriechende bzw. fliegende Insekten sowie deren Larven artspezifisch unterscheiden kann.

„Ich fertige gerade Videosequenzen der Insekten an, welche unsere Kooperationspartner von der Brandenburgischen Technischen Universität Cottbus (BTU) für die Musterkennung der Insekten nutzen und in die Bilderkennungssoftware einspeisen“, berichtet Dr. Peter Kern. Der Projektmitarbeiter, bei dem am JKI die Fäden zusammenfließen, kann auch von der Laserstrahlfront erste Erfolge vermelden.

„Hier galt es herauszufinden, inwiefern sich bewegende Insekten in verschiedenen Stadien überhaupt mit energiereichen Laserstrahlen abtöten lassen, ohne dass dabei Brandflecken im Getreide entstehen.“ Das prüfen die 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.

Wenn alles nach Plan läuft, gibt es zum Projektende 2020 einen Prototyp, 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.

„Dabei gilt es, durch kurze Impulsdauer und hohe Leistung des Lasers eine Schädigung der darunterliegenden Vorräte oder Materialien zu vermeiden und dennoch den Schädling abzutöten“, beschreibt Dr. Kern das Vorhaben.

Die Projektpartner sind guter Dinge, dass es nach der 1. Phase (18 Monate) weitergeht, denn es scheinen alle Vorgaben für den Zwischenbericht erreicht worden zu sein. Dazu gehörte, dass die Insektenerkennung ausreichend genau funktioniert und keine Verbrennungen oder Schwarzfärbung von Korn oder Umgebungsmaterial durch den Laser auftreten.

Information zum Projekt: „Insektenlaser - Neue Verfahren der optischen Früherkennung und der schadstofffreien Bekämpfung vorratsschädlicher Insekten mit Laserstrahlen“.
Projektstart 09/2017. Wenn Phase 1 (18 Monate) erfolgreich, dann Laufzeit 3 Jahre,
Projektträger: BLE /FKZ: 2814904115
Kooperationspartner: Fraunhofer Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration (IZM), Berlin, Brandenburgische Technische Universität (BTU), Cottbus-Senftenberg, Lehrstuhl Medientechnik Projektleitung und Koordination: Julius Kühn-Institut, Fachinstitut für Ökologische Chemie, Pflanzenanalytik und Vorratsschutz, Berlin

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Dr. Cornel Adler und Dr. Peter Kern
Julius Kühn-Institut, Bundesforschungsinstitut für Kulturpflanzen
Institut für Ökologische Chemie, Pflanzenanalytik und Vorratsschutz
Königin-Luise-Straße 19, 14195 Berlin
E-Mail: cornel.adler@julius-kuehn.de oder peter.kern@julius-kuehn.de
Tel.: 030 8304-2502 bzw. -2547

Dipl.-Biol. Stefanie Hahn | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.julius-kuehn.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Agrar- Forstwissenschaften:

nachricht Getreidepflanzen nutzen ihre Abwehrstoffe multifunktional gegen verschiedene Schädlinge
06.12.2018 | Max-Planck-Institut für chemische Ökologie

nachricht Todeszellen im Apfelbaum, den Tricks des Feuerbrand-Bakteriums auf der Spur
22.11.2018 | Julius Kühn-Institut, Bundesforschungsinstitut für Kulturpflanzen

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Agrar- Forstwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Data use draining your battery? Tiny device to speed up memory while also saving power

The more objects we make "smart," from watches to entire buildings, the greater the need for these devices to store and retrieve massive amounts of data quickly without consuming too much power.

Millions of new memory cells could be part of a computer chip and provide that speed and energy savings, thanks to the discovery of a previously unobserved...

Im Focus: Quantenkryptographie ist bereit für das Netz

Wiener Quantenforscher der ÖAW realisierten in Zusammenarbeit mit dem AIT erstmals ein quantenphysikalisch verschlüsseltes Netzwerk zwischen vier aktiven Teilnehmern. Diesen wissenschaftlichen Durchbruch würdigt das Fachjournal „Nature“ nun mit einer Cover-Story.

Alice und Bob bekommen Gesellschaft: Bisher fand quantenkryptographisch verschlüsselte Kommunikation primär zwischen zwei aktiven Teilnehmern, zumeist Alice...

Im Focus: An energy-efficient way to stay warm: Sew high-tech heating patches to your clothes

Personal patches could reduce energy waste in buildings, Rutgers-led study says

What if, instead of turning up the thermostat, you could warm up with high-tech, flexible patches sewn into your clothes - while significantly reducing your...

Im Focus: Tödliche Kombination: Medikamenten-Cocktail dreht Krebszellen den Saft ab

Zusammen mit einem Blutdrucksenker hemmt ein häufig verwendetes Diabetes-Medikament gezielt das Krebswachstum – dies haben Forschende am Biozentrum der Universität Basel vor zwei Jahren entdeckt. In einer Folgestudie, die kürzlich in «Cell Reports» veröffentlicht wurde, berichten die Wissenschaftler nun, dass dieser Medikamenten-Cocktail die Energieversorgung von Krebszellen kappt und sie dadurch abtötet.

Das oft verschriebene Diabetes-Medikament Metformin senkt nicht nur den Blutzuckerspiegel, sondern hat auch eine krebshemmende Wirkung. Jedoch ist die gängige...

Im Focus: Lethal combination: Drug cocktail turns off the juice to cancer cells

A widely used diabetes medication combined with an antihypertensive drug specifically inhibits tumor growth – this was discovered by researchers from the University of Basel’s Biozentrum two years ago. In a follow-up study, recently published in “Cell Reports”, the scientists report that this drug cocktail induces cancer cell death by switching off their energy supply.

The widely used anti-diabetes drug metformin not only reduces blood sugar but also has an anti-cancer effect. However, the metformin dose commonly used in the...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Tagung 2019 in Essen: LED Produktentwicklung – Leuchten mit aktuellem Wissen

14.12.2018 | Veranstaltungen

Pro und Contra in der urologischen Onkologie

14.12.2018 | Veranstaltungen

Konferenz zu Usability und künstlicher Intelligenz an der Universität Mannheim

13.12.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Tagung 2019 in Essen: LED Produktentwicklung – Leuchten mit aktuellem Wissen

14.12.2018 | Veranstaltungsnachrichten

Rittal heizt ein in Sachen Umweltschutz - Rittal Lackieranlage sorgt für warme Verwaltungsbüros

14.12.2018 | Unternehmensmeldung

Krankheiten entstehen, wenn das Netzwerk von regulatorischen Autoantikörpern aus der Balance gerät

14.12.2018 | Medizin Gesundheit

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics