Warum es 24 Nvidia-Grafikkarten braucht, um ein Feld umweltfreundlich zu bewirtschaften

Auch in der Agrarwirtschaft zieht Robotik ein. (Bildquelle: Nvidia)

Nvidia-GPUs finden sich in einigen Berufsfeldern wieder. Vom Hardware-Redakteur zum Softwareentwickler – die Chancen stehen nicht schlecht, dass eine RTX-GPU im Rechner steckt. Etwas ungewöhnlich mutet da das »LaserWeeder G2«-System von Carbon Robotics an: Von 24 Nvidia-Grafikkarten angetrieben, ersetzt das Agrarunternehmen chemische Herbizide durch KI-gesteuerte Unkrautbekämpfung.

Die Technologie hinter dem LaserWeeder

Das LaserWeeder-G2-System von Carbon Robotics besteht aus zwölf autonomen Modulen, wobei jedes Modul mit zwei Nvidia-GPUs ausgestattet ist, was die Gesamtzahl von 24 Grafikkarten ergibt. Diese GPUs arbeiten gemeinsam mit 42 hochauflösenden Kameras, die kontinuierlich Bilder des Feldes aufnehmen und zur Analyse weiterleiten, wie Nvidia in einem Blogbeitrag berichtet.

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Die Herzstücke der Unkrautvernichtung sind 24 leistungsstarke 240-Watt-CO2-Laser, die präzise auf die Wachstumspunkte der Unkrautpflanzen ausgerichtet sind und die Pflanzenzellen so schnell erhitzen, dass diese sofort absterben.

Hierfür verarbeitet das System insgesamt rund 4,7 Millionen hochauflösende Bilder pro Stunde. Diese Datenmengen werden von den 24 Nvidia-GPUs in Echtzeit analysiert, wobei Deep-Learning-Algorithmen zum Einsatz kommen.

• Das sogenannte »Large Plant Model« etwa kann laut Nvidia mit submillimetergenauer Präzision zwischen Kulturpflanzen und Unkraut unterscheiden und dabei auf einen umfangreichen Datensatz von über 65 Millionen Bildern zurückgreifen.
• Die zugehörigen KI-Modelle wurden speziell für die Landwirtschaft entwickelt und können über 30.000 verschiedene Pflanzen- und Unkrautmodelle erkennen. Binnen 24 Stunden kann das System zudem neue Modelle für spezifische Regionen trainieren, nachdem es nur wenige Hektar eines neuen Feldes bearbeitet hat.

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Der LaserWeeder G2 kann Unternehmensangaben zufolge so bis zu 600.000 Unkrautpflanzen pro Stunde vernichten, was etwa 167 Pflanzen pro Sekunde entspricht. In der Spitzenleistung erreicht das Gerät sogar 10.000 Unkräuter pro Minute.

Das System arbeitet dabei autonom und kann dank 20 LED-Leuchten nicht nur tagsüber, sondern auch nachts eingesetzt werden. In anderen Worten: »Der Gerät wird nie müde, der Gerät schläft nie ein«.

• Die Maschine kann dabei Arbeitsbreiten von 2 bis 18,3 Metern abdecken, wobei die kleinste Version 1,9 Tonnen und die 6-Meter-Version 3,266 Kilogramm wiegt.
• Die Laser haben eine Strahlbreite von nur etwa 2 Millimetern, wodurch nur ein winziger Bruchteil der Feldwährungsausdehnung tatsächlich behandelt wird. Bei einer typischen Unkrautdichte von 75 Pflanzen pro Quadratmeter wird weniger als 0,03 Prozent der Fläche der Laserbehandlung ausgesetzt.