Zukunft nachhaltige Landwirtschaft

Im Gespräch mit Prof. Dr. Arno Ruckelshausen, Fakultät Ingenieurwissenschaft und Informatik, Hochschule Osnabrück.

Portrait des Instituts

1. Was (er)forschen die Sie?

Innovative Technologien für eine nachhaltige Landwirtschaft stehen im Zentrum der Forschung meiner Arbeitsgruppe. Die Schwerpunkte der Technologiefelder sind insbesondere bildgebende Sensorsysteme und autonome Feldrobotik. Die Forschungsvorhaben werden typischerweise in interdisziplinären Verbünden und gemeinsam mit Unternehmen durchgeführt, so dass die Anwendungsorientierung der Fragestellungen eine zentrale Rolle einnimmt. Beispiele sind die mechanische Unkrautregulierung mit Feldrobotern  oder die Messung von Pflanzeneigenschaften für die Pflanzenzüchtung der Zukunft mit Multisensorsystemen und Verfahren zur Dateninterpretation. Die innovativen Technologien werden dabei als phantastische Bausteine zur Verbindung von Ökologie und Ökonomie unter Integration des Menschen gesehen.

2. Wo befindet sich das Institut?

Das Forschungsteam arbeitet an der Fakultät Ingenieurwissenschaften und Informatik an der Hochschule Osnabrück im Labor für Mikro- und Optoelektronik am Standort Westerberg. Durch die zunehmenden Forschungstätigkeiten und wissenschaftlichen MitarbeiterInnen in den Projekten gab es mehrere Umzüge an diesem Standort mit zunehmend besseren Rahmenbedingungen für die Forschung und Entwicklung. Innerhalb der Hochschule arbeiten Forschungsteams fach- und fakultätsübergreifend im interdisziplinären „Competence Center of Applied Agricultural Engineering (COALA)“ zusammen. In 2019 wurde mit dem Bau des Agro-Technicums begonnen, hier werden wir mit unseren Projektpartnern technologieorientierte Forschungs- und Entwicklungsarbeiten durchführen und verfügen mit den Forschungslaboren, der Forschungshalle und dem direkt sich anschließenden Testfeld über eine der modernsten Forschungsinfrastrukturen für Agrarsysteme und Feldrobotik.

3. Seit wann gibt es das Institut?

Nach einer mehrjährigen Industrietätigkeit wurde ich an die Hochschule Osnabrück berufen und habe Mitte der 90er-Jahre das Labor für „Mikro- und Optoelektronik“ gegründet. COALA wurde 2008 gegründet.

4. Wie groß ist das Institut?

Meine Arbeitsgruppe besteht aus ca. 20-25 wissenschaftlichen MitarbeiterInnen, die in befristeten Forschungs- und Entwicklungsprojekten arbeiten. Die einzige unbefristete Stelle für die Lehre ist auf zwei Mitarbeiter aufgeteilt, so dass beide auch in Forschungsprojekte eingebunden sind. Diese Maßnahme sowie mehrere langjährig in Projekte oder Promotionsverfahren eingebundene MitarbeiterInnen bewirken eine dynamische Kontinuität als pragmatische Alternative zu den fehlenden unbefristeten WissenschaftlerInnen für die Forschung an Fachhochschulen.

5. Wer ist der Ansprechpartner?

Im Labor mit der Forschungsgruppe gibt es keine hierarchischen Strukturen, typische Ansprechpartner neben mir sind die beiden – an der Hochschule unbefristet eingestellten – wissenschaftlichen Mitarbeiter Andreas Linz und Axel Höh. Zu den einzelnen Forschungsthemen und –projekten gibt es weitere AnsprechpartnerInnen.

Das Institut

1. Wie würden Sie Ihre Vision beschreiben? Und wie kam es zu dieser Vision?

„Technologischen Innovationen sind phantastische Bausteine für eine nachhaltige Landwirtschaft.“

Neue Technologien und deren Potenziale sind spannend, das Arbeiten dazu macht Spaß und das ist gut so.  Technologie ist aber kein Selbstzweck und der Nutzen hängt davon ab, was die beteiligten Menschen daraus machen (Feature oder Problem). Gerade – aber nicht  nur – in der Landwirtschaft besteht angesichts der vielfältigen zunehmenden Schäden, die wir unserem Planeten zufügen, erheblicher Bedarf für innovative Lösungsansätze. Technologien können hierzu ein wertvolles Werkzeug sein, um konkrete nachhaltige Lösungen zu erarbeiten. Aus den Erkenntnissen vieler technologisch orientierter Forschungsprojekte hat sich diese Vision zunehmend herauskristallisiert.
 

2. Was ist das Besondere an Ihrer Forschung und Ihrer Anwendung? Was zeichnet es aus?

Die Identifikation mit den übergeordneten Zielen der Forschungsprojekte, die Praxisorientierung und die Begeisterung über die spannenden Herausforderungen.

Spezifika des Forschungsfeldes

1. Warum ist für Sie die Vernetzung im Feld wichtig? Wie gelingt die Vernetzung in Niedersachsen, national und international und welche konkreten Vorteile bringt dieses Netzwerk für Sie mit?

Gerade (2019) wurde in der Region Osnabrück der Verein „Agrotech Valley Forum e.V.“ als gemeinsames Netzwerk von Unternehmen, Wissenschaftseinrichtung und Wirtschaftsförderung gegründet. Dies ist der aktuellste Baustein einer Vielzahl von Netzwerkinitiativen in der Region, dies betrifft auch herstellerübergreifende Kooperationen wie das Competence Center ISOBUS e.V., das ISOBUS Test Center oder die DKE-Data GmbH & Co. KG. Auch in der Wissenschaft gibt es eine Reihe von Netzwerken, aktuell sind in Niedersachsen die in der Startphase befindlichen Zukunftslabor zu nennen, hier das „Zukunftslabor Agrar“. Daraus resultieren neue Forschungsprojekte und größere Verbundprojekte, der Austausch ist inspirierend und wichtig für den wissenschaftlichen Nachwuchs.

 

2. Was sind heute die größten Herausforderungen und Trends für Ihr Institut und wie gehen Sie diese an?

Forschung und der Erfolg von Forschung hängt entscheidend von den beteiligten Menschen ab. Hier ist hinsichtlich längerfristiger Perspektiven für eine nachhaltige Forschung an den Fachhochschulen viel zu tun. An der Hochschule Osnabrück wurden in diesem Bereich erste Schritte unternommen.

Thema NachwuchswissenschaftlerInnen

1. Wie sichert Ihr Institut den Bedarf an exzellenten Nachwuchs-WissenschaftlerInnen?
 
Das oben beschriebene Modell der „dynamischen Kontinuität“ (Aufteilung unbefristeter Stellen für die Lehre in Stellen für Lehre und Forschung; mittelfristige kontinuierliche Mitarbeit einiger MitarbeiterInnen oder Doktoranden) ist ein wesentlicher Aspekt zur Sicherung der Kontinuität in der Forschung und Integration neuer MitarbeiterInnen. Durch die enge Verzahnung von Lehre und Forschung, innovative Forschungsvorhaben, Tagungsteilnahmen, Veröffentlichung, die Integration ausländischer Gast-Studierender und –Wissenschaftler, die enge Zusammenarbeit mit Unternehmen und anderen Forschungsrichtungen sowie eine vielfältige Öffentlichkeitsarbeit – von Laborbesuchen bis zu TV-Sendungen – bilden wir eine breite Basis für den Nachwuchs an WissenschaftlerInnen. Maßgeblich sind jedoch interessante Themen und die Begeisterung dafür.
 
 

Digitalisierung / KI

1. Welche Bedeutung hat die Digitalisierung in Ihrem Institut?
 
Da ich von der Technologie komme und bereits in den 1980er-Jahren mit digitalen Systemen gearbeitet habe und unsere Forschungsarbeiten an der Hochschule von Beginn an auf diesen Technologien basieren, habe ich mich schon etwas gewundert, als der Hype-Begriff „Digitalisierung“ aufkam. Da wir schon immer neueste Technologien für die Landwirtschaft nutzen, hat die „Digitalisierung“ daher keinen Einfluss auf unsere Arbeit, wir genießen lediglich etwas mehr Aufmerksamkeit der Wissenschaft, Wirtschaft und Gesellschaft bzgl. unserer Forschungsarbeiten.
 

2. An welchen Umsetzungsmaßnahmen im Bereich der Digitalisierung wird bei Ihnen gerade gearbeitet?
Da wir in unseren Forschungsarbeiten von Beginn an (digitale) Technologien im Fokus hatten, waren wir in den 90er-Jahren etwas zu früh an den Themen. Präsentationen von dieser Zeit – z.B. für die „Sensorgesteuerte Querhacke“ zur mechanischen Unkrautregulierung im Mais, könnte ich heute ohne Verlust der Aktualität wieder verwenden („High Tech und Ökologie“).  Viele dieser Themen, die wir intensiv weiterentwickelt haben, sind heute „Mainstream“. Damit können wir feststellen, dass wir die „Digitalisierung“ in der Landwirtschaft mit angeschoben haben. Der Begriff beschreibt jedoch nicht die aktuellen Herausforderungen, „digitale Transformation“ trifft besser den Kern, „Digitalisierung“ kann zu sehr nach Selbstzweck und Alternativlosigkeit klingen, beides stimmt nicht.
 

3. Was können Sie durch die Digitalisierung in Zukunft besser machen?
In der Landwirtschaft können wir Umweltbelastungen reduzieren, Ressourcen einsparen, Lösungen für den Klimawandel erarbeiten und vieles mehr, d.h. viele kleine dringend benötigte Bausteine. Ich fände es besser, wenn wir weniger von den technologisch orientierten Hype-Begriffen (wie BigData, Digitalisierung oder KI) wegkommen, um uns mehr auf den Nutzen und die Vermeidung möglicher negativer Auswirkungen zu konzentrieren.

 

4. Arbeiten Sie in bestimmten Bereichen schon mit Künstlicher Intelligenz und wenn ja, wie können wir uns das vorstellen?
Die Interpretationen von Daten (z.B. von Sensoren) wird heute z.B. sowohl mit „klassischen“ Algorithmen als auch – dem Bereich KI zugeordneten - maschinellem Lernen durchgeführt. In den Softwareprogrammen sind diese Optionen enthalten und werden genutzt. Gerade wenn es – wie in der Landwirtschaft – außerordentlich viele variable Einflussgrößen gibt (Pflanzenwachstum, Helligkeit, Feuchtigkeit, Wind, Schwingungen, Staub, …) bieten sich Optionen für KI-Werkzeuge. Diese gab es jedoch schon vor mehr als 20 Jahren (z.B. Neuronale Netze) und wird es nach dem KI-Hype weiter geben.

Wachstum

1. Wo sehen Sie Marktpotentiale für Ihr Produkt?

Je mehr wir Menschen unseren Planeten belasten, desto stärker wird der Bedarf an unseren Innovationen und Entwicklungen, um diese Fehler zu korrigieren und nachhaltige Lösungen zu schaffen. Die Sicherung und der Ausbau von Arbeitsplätzen durch innovative (technische) Lösungen gehen damit einher.

2. Wie sind Sie Pionier in Ihrem Gebiet geworden? Was ist Ihr Erfolgskonzept?

Dadurch, dass wir nicht ausschließlich in unserer Fachdisziplin geblieben sind, sondern den Mut für interdisziplinäre komplexe Projekte aufgebracht haben und eine Reihe dieser Projekte zum Erfolg führen konnten, hatten wir die Gelegenheit, neue Themenbereiche beim Einsatz von Technologien in der Landwirtschaft mit zu öffnen (z.B. in der Feldrobotik oder Sensorik). Auch wenn ich mit den Begriffen „Pionier“ und „Erfolgsrezept“ etwas Schwierigkeiten habe, kann man meine – mehr oder weniger bewusst handlungsbestimmende – Strategie wie folgt beschreiben: Wenn man den Mut - sicheres fachliches Terrain für ein paar Schritte zu verlassen - mit genügend Innovation, Kreativität und Begeisterung kombiniert und auch das Glück hat, passende Teams und Partner zu finden, so kann einiges gelingen.
 

Internationale Zusammenarbeit

1. Welche Bedeutung hat die internationale Zusammenarbeit für Ihre Forschung und welche Länder stehen dabei im Fokus?
Die internationale Zusammenarbeit ist in der Forschung generell wichtig. Über gemeinsame Forschungsprojekte, den Austausch von Forschern und Studierenden oder die regelmäßige Teilnahme des Osnabrücker Field Robot Teams am „International Field Robot Event“ bilden sich vielfältige Netzwerke und Optionen. Unsere Kontakte reichen von den Nachbarländern Niederlande, Dänemark, Österreich bis nach Japan, Thailand oder Brasilien.
 

2. Wie meistern Sie die wissenschaftlichen, wirtschaftlichen und interkulturellen Herausforderungen in der internationalen Zusammenarbeit?
Wir praktizieren die internationale Zusammenarbeit ;-)
 

Forschung & Entwicklung

1. An welchen Innovationen arbeiten Sie gerade?
Automatische Bodenprobenmessung auf dem Feld, intelligente Dienste für die Landwirtschaft durch Datennutzung, kooperative Prozesse autonomer Feldroboter, Pflanzenphäntoypisierung (Bestimmung von Pflanzenparametern) für die Pflanzenzüchtung der Zukunft, innovative bildgebende Sensorsysteme für die Landwirtschaft, Sensorsysteme für den Personenschutz bei autonomen Systemen und die Praxiserprobung innovativer Agrarsysteme auf den landwirtschaftlichen Betrieben.

2. Welchen Stellenwert hat die Entwicklung von Innovationen für Ihre Forschung?
Den höchsten Stellenwert.

3. Arbeiten Sie bei ihrer Forschung mit Unternehmen zusammen? Wenn ja, mit welchen?
Bei fast allen Projekten arbeiten wir mit Unternehmen zusammen, dies ist ein wesentlicher Aspekt zum Transfer der Forschungsergebnisse in die Praxis und eine hervorragende Basis für den Einstieg junger AbsolventInnen bei den Unternehmen.
 

Zukunft

1. Wo sehen Sie Ihr Institut und Ihre Forschung im Jahr 2030?
Im Bereich der Agrarsystemtechnologien im interdisziplinären Kontext wird die Region Osnabrück eine der ersten Adressen in Deutschland und darüber hinaus sein.
 

2. Was wünschen Sie sich für Ihr Institut, um dahin zu kommen?
Begeisterung, Kreativität, Engagement, Mut und Teamwork.
 

3. Welchen Rat würden Sie jungen WissenschaftlerInnen mitgeben, um sich im Wettbewerb erfolgreich zu behaupten? Es gibt bestimmt Punkte, an denen Sie im Nachhinein nachbessern mussten – welche waren das?

Nicht immer im Mainstream schwimmen und selbst nachdenken.

Wissenschaftsstandort Niedersachsen

1. Warum ist Niedersachsen für ihre Forschung der richtige Standort?
In Niedersachsen sind die Landwirtschaft und Lebensmitteltechnik von größter Bedeutung, insbesondere das „Agrotech-Valley“ in der Region Osnabrück.

2. Was zeichnet den Wissenschaftsstandort Niedersachsen für Sie besonders aus?
Das Land hat seit Jahrzehnten die praxisorientierte Forschung an Fachhochschulen als wichtiges Element des Technologietransfers unterstützt.

3. (Wie) Wurden / werden Sie vom Land Niedersachsen begleitet und unterstützt?
Es wurden eine Reihe von Forschungsvorhaben, Forschungsschwerpunkte, Promotionsvorhaben und Startups vom Land unterstützt, aktuell entsteht mit dem Neubau des Agro-Technicums an der Hochschule Osnabrück eine der innovativsten Forschungs-Infrastrukturen für Agrarsysteme und Feldrobotik.

4. Was verbinden Sie beruflich wie privat besonders mit Niedersachsen? Was schätzen Sie an Niedersachsen besonders?  Niedersachsen ist sehr vielfältig, als Hesse habe ich in Niedersachsen meine zweite Heimat gefunden, über die Lehre und Forschung schätze ich die Kooperationsbereitschaft und das Engagement vieler Partner in Niedersachsen.

 

„Ihre Institution & der Wissenschaftsstandort Niedersachsen“

„Unsere Technologie-Innovationen sind  phantastische Bausteine für eine nachhaltige Landwirtschaft.“

„Nicht immer im Mainstream schwimmen und selbst nachdenken.“