AI-gestützte Agrarforschung an der Hochschule Weihenstephan-Triesdorf

Die Hochschule Weihenstephan-Triesdorf (HSWT) bietet in sieben Fakultäten 21 Bachelor- und 13 Masterstudiengängen, die ökologische, technische und wirtschaftliche Themen abdecken, an. Sie ist Mitglied im Hochschulverbund Agrar-Alimentar, der die Zusammenarbeit von 15 Hochschulen im Bereich der Agrar- und Ernährungswissenschaften fördert. Die HSWT hat zwei Hauptstandorte in Weihenstephan und Triesdorf, die jeweils über eine eigene Campus-Infrastruktur verfügen. Sie ist die einzige Hochschule Deutschlands, die sich ausschließlich den Grünen Studiengängen widmet und besitzt eine Vielzahl von Versuchs- und Lehrbetrieben, die den Studierenden und den Wissenschaftlern optimale Bedingungen für Forschung und Lehre bieten.

Ausgangslage und Zielsetzung

„Die Herausforderungen der Zukunft, wie nachhaltige Landnutzung, Klimaschutz, Ressourcenschonung und Biodiversität sind wichtige Bestandteile unserer Forschung. Der Einsatz spezialisierter IT ist hier unverzichtbar geworden“, erklärt Dr. Michael Krappmann, Geschäftsführer des Zentrums für Forschung und Wissenstransfer an der HSWT. Um diesen Herausforderungen zu begegnen, plante die Hochschule, ihre IT-Infrastruktur umfassend zu modernisieren – mit dem Ziel, die Innovationskraft in der landwirtschaftlichen Forschung zu stärken. Künstliche Intelligenz (KI) wird inzwischen in den Forschungs- und Lehrprogrammen der HSWT integriert. Dies geschieht im Rahmen der Hightech Agenda Bayern, einer Initiative der Bayerischen Staatsregierung zur Förderung von Forschung und Innovation. Die Hochschule vertraute bei der Umsetzung des KI-Projekts auf die Zusammenarbeit mit CANCOM.

„Zusammen mit CANCOM haben wir im Rahmen des Projekts AI4Life eine neue KI-Infrastruktur aufgebaut, mit der wir unsere Forschung und Lehre nachhaltig effizienter und gewinnbringender gestalten können. KI ist für uns ein Werkzeug, das Landwirte dabei unterstützt, fundiertere und präzisere Entscheidungen zu treffen “, betont Dr. Michael Krappmann.

Realisierung

Die technologische Basis für intelligente Forschung schaffen

Die neu aufgebaute Infrastruktur der Hochschule basiert auf leistungsstarken DELL-Servern und der neuesten KI-Technologie von NVIDIA. Zum Einsatz kommen zwei DELL PowerEdge XE Serversysteme, die mit je vier NVIDIA H100 Grafikkarten ausgestattet sind. Diese speziell für anspruchsvolle KI-Workloads entwickelten Server bieten die Rechenleistung, die für innovative Forschungs- und Entwicklungsprojekte erforderlich ist. Dank der NVIDIA OEM Systeme können hohe Leistungsanforderungen besonders kosteneffizient realisiert werden. In Kombination mit der fachkundigen Beratung der CANCOM-Expertinnen und -Experten konnte so eine maßgeschneiderte und zukunftssichere Lösung für die Bedürfnisse der Hochschule gefunden werden. „Damit entstehen für uns neue Möglichkeiten, nachhaltige landwirtschaftliche Prozesse zu entwickeln und zu testen. Mit der IT-Infrastruktur wollen wir Forschende an der gesamten Hochschule unterstützen und natürlich auch selbst forschen“, so Prof. Dr. Patrick Noack, Projektleiter und Leiter des Kompetenzzentrums für Digitale Agrarwirtschaft der HSWT.

„CANCOM hat uns dabei nicht nur mit der notwendigen Hardware unterstützt, sondern auch maßgeschneiderte Lösungen geliefert, die perfekt auf unsere Bedürfnisse abgestimmt sind. Ich bin überzeugt, dass diese Zusammenarbeit einen nachhaltigen Einfluss auf unsere zukünftigen Projekte haben wird.“

Prof. Dr. Patrick Noack, Projektleiter und Leiter des Kompetenzzentrums für Digitale Agrarwirtschaft, HSWT

Skalierbar, sicher und leistungsstark

Das neue KI-Rechenzentrum überzeugte die HSWT durch eine Vielzahl von Vorteilen. Neben der hohen Rechenleistung und Speicherkapazität, die für die Verarbeitung großer Datenmengen und komplexer Algorithmen erforderlich sind, ermöglicht es eine einfache Integration verschiedener KI-Plattformen und -Tools. Der Server ist so konzipiert, dass er die höchste Leistung bietet, erkenntnisorientiert, intelligent und immer aktuell ist. Zudem bietet das Rechenzentrum eine hohe Flexibilität und Skalierbarkeit, da es je nach Bedarf erweitert oder verkleinert werden kann. Die Hochschule kann sich auf die Zuverlässigkeit des Systems verlassen, da es durch den CANCOM IT Shelter vor äußeren Einflüssen wie zum Beispiel Feuer, Wasser und Einbruch und durch eine redundante Stromversorgung und Kühlung gesichert ist. Künstliche Intelligenz im Praxiseinsatz Die KI-Anwendungen an der HSWT konzentrieren sich vor allem auf die Bereiche nachhaltige Landnutzung und Klimaschutz, z.B. im Rahmen der neuen Professur für “Smart Farming – Künstliche Intelligenz in der Pflanzenproduktion“.

„Neue Technologien und Künstliche Intelligenz sind entscheidende Faktoren, um die Forschung in der Landwirtschaft auf das nächste Level zu heben. Die neue KI-Infrastruktur ermöglicht es, innovative Lösungen für nachhaltige und effiziente Landnutzung zu entwickeln. Das ist nicht nur ein Gewinn für die Wissenschaft, sondern auch für unsere Landwirte, die von den Erkenntnissen direkt profitieren können.“

Artur Auernhammer, Mitglied im Ausschuss für Ernährung und Landwirtschaft des Deutschen Bundestages

So wird KI eingesetzt, um den präzisen Einsatz von Düngemitteln und Pflanzenschutzmitteln zu fördern, was sowohl Kosten spart als auch der Umwelt durch Artenschutz zugutekommt. Ein weiteres Forschungsfeld ist die Pflanzenzüchtung, bei der KI genutzt wird, um das Wachstum verschiedener Sorten genau zu beobachten. Dadurch soll die Züchtung resilienterer Nutzpflanzen, einschließlich solcher mit Trockenstressresistenz, beschleunigt werden.

Resümee und Ausblick

Insgesamt ermöglicht die implementierte Lösung den Einsatz von fortschrittlicher KI, um die Forschungsbestrebungen der HSWT auf ein neues Level zu heben. Mit ihrem Fokus auf Innovation, der richtigen technologischen Basis und der engen Zusammenarbeit mit CANCOM, ist die Hochschule nun in der Lage unter besten Bedingungen den Einsatz von Künstlicher Intelligenz im landwirtschaftlichen Bereich zu fördern und nachhaltige Lösungen für komplexe Herausforderungen zu finden. Die Bereitstellung der DELL- und NVIDIA-Technologien über CANCOM ermöglichte es, die Lösung schnell und einfach zu implementieren.