Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Siegen, Institut für Echtzeit Lernsysteme (EZLS), Lehrstuhl für Echtzeit Lernsysteme durchgeführt. Der konventionelle Weihnachtsbaumanbau ist sehr arbeitsintensiv und zeichnet sich zudem durch einen hohen Pestizideinsatz während der Aufzucht aus. Im Sinne eines nachhaltigen und wirtschaftlichen Anbaus können beide Faktoren als große Herausforderung angesehen werden. Um diesen zu begegnen, wird im WeBaRo-Projekt eine kostengünstige, autonome Roboter-Trägerplattform entwickelt und erprobt, die einen ressourcenschonenden, effizienten Weihnachtsbaumanbau ermöglicht. Um Tätigkeiten während der gesamten Aufzucht maschinell und autonom durchführen zu können, wird die Trägerplattform mit auswechselbaren, praxiserprobten Anbaugeräten ausgestattet. Zur mechanischen Unkrautbekämpfung wird ein Schwingarmmulcher eingesetzt, so dass der Einsatz von Totalherbiziden substituiert und Arbeitskosten zur manuellen Unkrautbekämpfung eingespart werden. Darüber hinaus kann ein Gerät zur Einzelpflanzendüngung zwecks gezielter und sparsamer Düngemittelapplikation an die Plattform angebaut werden. Zur Pflanzung der Setzlinge wird die Plattform mit einem Pflanzlochbohrer bestückt. Die genaue Position der Pflanzlöcher wird durch einen Algorithmus flächenspezifisch berechnet; anschließend können diese zentimetergenau, georeferenziert gebohrt werden. Als Ergebnis dieses Vorgehens wir eine virtuelle Karte mit georeferenzierten Baumpositionen erstellt - die Basis für die satellitengesteuerte Navigation bei allen weiteren autonomen Arbeiten in der Kultur. Um die Robustheit der Navigation zu erhöhen, werden zusätzlich 3D-Sensoren genutzt. Die während des Robotereinsatzes durch das Sensorpaket gesammelten Pflanzendaten werden jeder Pflanze in der virtuellen Karte als Metainformation hinzugefügt. Diese Daten können nicht nur vom Anbauer zur (Online-)Vermarktung genutzt werden; sie bilden außerdem den Grundstein zur Entwicklung eines deep-learning basierten Systems zur Überwachung des Gesundheitszustandes und zur Klassifizierung der Bäume.
Das Projekt "Maßproduktion statt Massenproduktion - Neue Technologien für eine umweltschonende handwerkliche Schuhproduktion" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Handwerkskammer Hamburg, Zentrum für Energie-, Wasser- und Umwelttechnik durchgeführt. Mit zwei Innovationsteams aus dem Bereich Orthopädieschuhmacher und Maßschuhmacher wird eine CAM-Lösungentwickelt, die es erlauben wird, preiswerter und schneller orthopädische Schuhe bzw. Maßschuhe herzustellen. Neben der technischen Lösung werden im Rahmen des Projektes zukunftsfähige Produktionskonzepte, also auch Fragen des Einkaufs, des Marketings, der Kooperationen etc. erarbeitet. Das Projekt hat einen ökologischen Baustein: Die ökologischen Kosten der Maßschuhfertigung sollen den ökologischen Kosten der Massenschuhfertigung gegenübergestellt werden.
Das Projekt "Teilprojekt B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Ivan Curic Imkerei durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist die Optimierung der Zuchtauslese mit Hilfe von Sensoren bei Honigbienen zur Verbesserung der Bienengesundheit und Produktivität. Die aus Asien eingeschleppte Varroamilbe stellt zur Zeit eines der größten Probleme in der Bienenzucht dar. Unbehandelt führt diese Parasitose in der Regel zum Tod der Bienenvölker. Die Bekämpfung erfolgt im Wesentlichen mit chemischen Mitteln, in der ökologischen Imkerei mit wenig selektiven organische Säuren und ätherische Ölen, was einerseits die Vitalität der Völker, andererseits auch die gesamte Imkerbranche über wiederkehrende Mittel- und Arbeitskosten belastet. Der Ansatzpunkt 'Prävention durch Zucht auf Selektionsmerkmale', wie z.B. varroasensitives Hygieneverhalten (VSH) und geringe Varroa-Reproduktion (SMR), hat hier entscheidende ökonomische Bedeutung und somit Hebelwirkung zur nachhaltigen Entlastung der gesamten Imkerbranche. Allerdings benötigt die erfolgreiche Zuchtarbeit und die darin beinhaltende Zuchtwertschätzung bei Honigbienen solides Fachwissen und zeitintensiven Einsatz des Züchters. Auch regelmäßige intensive Kontrollen zur Begutachtung des Zustands des jeweiligen Zuchtvolkes durch den Züchter sind zwar nötig, aber für die Gesundheit des Volkes abträglich. Der Einsatz von Sensorik zur Unterstützung der Zuchtauslese bietet hier ein erhebliches Potential gegenüber dem herkömmlichen Zuchtmanagement, den Zuchtfortschritt zu beschleunigen und zu verbessern. Ziele des Vorhabens ist die Optimierung der Zuchtarbeit durch das Identifizieren von objektiven Indikatoren durch KI-gestützte Datenexploration. Dafür werden Zuchtvölker kontinuierlich sensorisch überwacht und mit den vom Züchter erfassten Zuchtmerkmalen korreliert. Neben allgemeinen Parametern wie Volksstärke und Entwicklung werden VSH, SMR, Schwarmneigung und Winterbrutneigung untersucht, um einen verbesserten Zuchtfortschritt zu ermöglichen.
Das Projekt "Teilprojekt A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Kassel, Fachgruppe Boden- und Pflanzenbauwissenschaften, Fachgebiet Agrartechnik durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist die Optimierung der Zuchtauslese mit Hilfe von Sensoren bei Honigbienen zur Verbesserung der Bienengesundheit und Produktivität. Die aus Asien eingeschleppte Varroamilbe stellt zur Zeit eines der größten Probleme in der Bienenzucht dar. Unbehandelt führt diese Parasitose in der Regel zum Tod der Bienenvölker. Die Bekämpfung erfolgt im Wesentlichen mit chemischen Mitteln, in der ökologischen Imkerei mit wenig selektiven organische Säuren und ätherische Ölen, was einerseits die Vitalität der Völker, andererseits auch die gesamte Imkerbranche über wiederkehrende Mittel- und Arbeitskosten belastet. Der Ansatzpunkt 'Prävention durch Zucht auf Selektionsmerkmale', wie z.B. varroasensitives Hygieneverhalten (VSH) und geringe Varroa-Reproduktion (SMR), hat hier entscheidende ökonomische Bedeutung und somit Hebelwirkung zur nachhaltigen Entlastung der gesamten Imkerbranche. Allerdings benötigt die erfolgreiche Zuchtarbeit und die darin beinhaltende Zuchtwertschätzung bei Honigbienen solides Fachwissen und zeitintensiven Einsatz des Züchters. Auch regelmäßige intensive Kontrollen zur Begutachtung des Zustands des jeweiligen Zuchtvolkes durch den Züchter sind zwar nötig, aber für die Gesundheit des Volkes abträglich. Der Einsatz von Sensorik zur Unterstützung der Zuchtauslese bietet hier ein erhebliches Potential gegenüber dem herkömmlichen Zuchtmanagement, den Zuchtfortschritt zu beschleunigen und zu verbessern. Ziele des Vorhabens ist die Optimierung der Zuchtarbeit durch das Identifizieren von objektiven Indikatoren durch KI-gestützte Datenexploration. Dafür werden Zuchtvölker kontinuierlich sensorisch überwacht und mit den vom Züchter erfassten Zuchtmerkmalen korreliert. Neben allgemeinen Parametern wie Volksstärke und Entwicklung werden VSH, SMR, Schwarmneigung und Winterbrutneigung untersucht, um einen verbesserten Zuchtfortschritt zu ermöglichen.
Das Projekt "Teilprojekt A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Marburg, Institut für Molekulare Onkologie durchgeführt. Lungenerkrankungen sind die häufigsten Erkrankungen, die 4 Millionen vorzeitige Todesfälle pro Jahr verursachen. Aufgrund der enormen sozioökonomischen Bedeutung dieses Problems nimmt die Forschungsaktivität im Bereich chronischer Atemwegserkrankungen, insbesondere in Krebsstudien, stetig zu. Angesichts der hohen Komplexität der Lunge als Organ, die in der Zellkultur nicht genau reproduziert werden kann, werden in solchen Studien hauptsächlich Labormäuse, als Versuchsmodelle verwendet.. Die Arbeit mit Tieren ist jedoch langsam, kosten- und arbeitsintensiv und wirft massive ethische Bedenken auf. Außerdem können Mausdaten nicht direkt in die Humanbiologie übertragen werden und müssen mit menschlichen Zellen und Geweben validiert werden. Daher bedarf es dringend der Entwicklung zuverlässiger Alternativmodellen, die Labortiere ersetzen können. Organoiden bieten eine gute Möglichkeit dafür. Ein Organoid ist eine in vitro hergestellte, dreidimensionale, mehrzellige Struktur, die mikroanatomische Merkmale einer funktionellen Untereinheit eines Organs genau reproduziert. Organoide können aus kommerziell-verfügbaren humanen induzierten pluripotenten Stammzellen (iPSC) durch gerichtete Differenzierung erzeugt werden, wobei die Schlüsselschritte der Organogenese während der Embryonalentwicklung in vitro rekapitulieret werden. Mit unseren bisherigen Erfahrungen in den Bereichen der Lungenorganoide, Krebsforschung und Geneditierung möchten wir in diesem Projekt eine iPSC-basierte Plattform zur Erzeugung menschlicher Lungenorganoide mit gewünschten genetischen Veränderungen etablieren. Diese Plattform kann für die Grundlagenforschung und angewandte Forschung als Ersatz für transgene Mausmodelle verwendet werden, hauptsächlich Lungenkrebs-Forschung.
Das Projekt "Teilprojekt B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universitätsklinikum Gießen (UKG), Medizinische Klinik II Pneumologie, Infektiologie und Intensivmedizin, Lung Center, Professur für Infektionskrankheiten der Lunge durchgeführt. Lungenerkrankungen sind die häufigsten Erkrankungen, die 4 Millionen vorzeitige Todesfälle pro Jahr verursachen. Aufgrund der enormen sozioökonomischen Bedeutung dieses Problems nimmt die Forschungsaktivität im Bereich chronischer Atemwegserkrankungen, insbesondere in Krebsstudien, stetig zu. Angesichts der hohen Komplexität der Lunge als Organ, die in der Zellkultur nicht genau reproduziert werden kann, werden in solchen Studien hauptsächlich Labormäuse, als Versuchsmodelle verwendet. Die Arbeit mit Tieren ist jedoch langsam, kosten- und arbeitsintensiv und wirft massive ethische Bedenken auf. Außerdem können Mausdaten nicht direkt in die Humanbiologie übertragen werden und müssen mit menschlichen Zellen und Geweben validiert werden. Daher bedarf es dringend der Entwicklung zuverlässiger Alternativmodelle, die Labortiere ersetzen können. Organoide bieten eine gute Möglichkeit dafür. Ein Organoid ist eine in vitro hergestellte, dreidimensionale, mehrzellige Struktur, die mikroanatomische Merkmale einer funktionellen Untereinheit eines Organs genau reproduziert. Organoide können aus kommerziell-verfügbaren humanen induzierten pluripotenten Stammzellen (iPSC) durch gerichtete Differenzierung erzeugt werden, wobei die Schlüsselschritte der Organogenese während der Embryonalentwicklung in vitro rekapituliert werden. Mit unseren bisherigen Erfahrungen in den Bereichen der Lungenorganoide, Krebsforschung und Geneditierung möchten wir in diesem Projekt eine iPSC-basierte Plattform zur Erzeugung menschlicher Lungenorganoide mit gewünschten genetischen Veränderungen etablieren. Diese Plattform kann für die Grundlagenforschung und angewandte Forschung als Ersatz für transgene Mausmodelle verwendet werden, besonders in der Lungenkrebs-Forschung.
Das Projekt "Einfuehrung der 1-Lader-Sammlung im Bereich Biomuell des Amtes fuer Abfallwirtschaft der Stadt Stuttgart" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Fakultät Konstruktions- und Fertigungstechnik, Institut für Fördertechnik und Logistik durchgeführt. Mit dem Abschluss des Startprojektes 'Bewertung der Sammlung von Biomuell und Restabfall' Ende 1998 konnten deutliche Einsparpotentiale im Bereich der Sammlungslogistik des Amtes fuer Abfallwirtschaft der Stadt Stuttgart aufgedeckt werden. Bei Ausschoepfung aller Potentiale koennen im Bereich der Biomuellsammlung insgesamt 32 und Bereich der Restabfallsammlung bis zu 39,4 Prozent der momentanen Kosten eingespart werden. Mit alleine 22,9 Prozent war die Reduzierung des Ladepersonals von bisher 2 auf zukuenftig nur noch einen Lader eines der wesentlichen Potentiale im Bereich Biomuell. Zur Begleitung der Umsetzung dieses Potentials wurde das Institut fuer Foerdertechnik und Logistik im Februar 1999 mit dem Folgeprojekt 'Einfuehrung der 1-Lader-Sammlung im Bereich Biomuell' beauftragt. Mit Hilfe der Videoaufzeichnung und nachfolgenden Auswertung von 6 Touren konnte die problemlose Einfuehrung der 1-Lader-Sammlung nachgewiesen werden. Anschliessend wurden weitere Schritte zur Optimierung der Touren im Hinblick auf eine optimale Auslastung der Arbeitszeiten des Personals vorgeschlagen. Mittlerweile ist die Sammlung mit nur noch einem Lader beim Amt fuer Abfallwirtschaft eingefuehrt. Das damit verbundene Einsparpotential betraegt nunmehr 18,6 Prozent, bedingt durch Lohnerhoehung wegen Mehrleistung der Lader.
Das Projekt "Teilprojekt 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Weihnachtsbaumkulturen Hermann Solbach durchgeführt. Der konventionelle Weihnachtsbaumanbau ist sehr arbeitsintensiv und zeichnet sich zudem durch einen hohen Pestizideinsatz während der Aufzucht aus. Im Sinne eines nachhaltigen und wirtschaftlichen Anbaus können beide Faktoren als große Herausforderung angesehen werden. Um diesen zu begegnen, wird im WeBaRo-Projekt eine kostengünstige, autonome Roboter-Trägerplattform entwickelt und erprobt, die einen ressourcenschonenden, effizienten Weihnachtsbaumanbau ermöglicht. Um Tätigkeiten während der gesamten Aufzucht maschinell und autonom durchführen zu können, wird die Trägerplattform mit auswechselbaren, praxiserprobten Anbaugeräten ausgestattet. Zur mechanischen Unkrautbekämpfung wird ein Schwingarmmulcher eingesetzt, so dass der Einsatz von Totalherbiziden substituiert und Arbeitskosten zur manuellen Unkrautbekämpfung eingespart werden. Darüber hinaus kann ein Gerät zur Einzelpflanzendüngung zwecks gezielter und sparsamer Düngemittelapplikation an die Plattform angebaut werden. Zur Pflanzung der Setzlinge wird die Plattform mit einem Pflanzlochbohrer bestückt. Die genaue Position der Pflanzlöcher wird durch einen Algorithmus flächenspezifisch berechnet; anschließend können diese zentimetergenau, georeferenziert gebohrt werden. Als Ergebnis dieses Vorgehens wir eine virtuelle Karte mit georeferenzierten Baumpositionen erstellt - die Basis für die satellitengesteuerte Navigation bei allen weiteren autonomen Arbeiten in der Kultur. Um die Robustheit der Navigation zu erhöhen, werden zusätzlich 3D-Sensoren genutzt. Die während des Robotereinsatzes durch das Sensorpaket gesammelten Pflanzendaten werden jeder Pflanze in der virtuellen Karte als Metainformation hinzugefügt. Diese Daten können nicht nur vom Anbauer zur (Online-)Vermarktung genutzt werden; sie bilden außerdem den Grundstein zur Entwicklung eines deep-learning basierten Systems zur Überwachung des Gesundheitszustandes und zur Klassifizierung der Bäume.
Das Projekt "Lebensmittelverluste von Obst, Gemüse und Kartoffeln zwischen Feld und Ladentheke" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen durchgeführt. Das Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz (LANUV) führt in Zusammenarbeit mit der HS Bonn-Rhein-Sieg eine Studie zu Lebensmittelverlusten von Obst, Gemüse und Kartoffeln zwischen Feld und Ladentheke durch. Was sind Gründe dafür, dass ein Teil der aufwändig produzierten Lebensmittel nicht vermarktet wird? Um welche Mengen geht es? Wie könnten diese reduziert werden? Für eine Online-Umfrage im Oktober und November (Zeitaufwand: ca. 10 min) sucht das LANUV Produzenten von Kartoffeln sowie von Obst und Gemüse (v.a.: Äpfel, Erdbeeren, Möhren, Salat, Spargel, Tomaten) sowie Betriebe aus dem Bereich Aufbereitung und Großhandel. Lebensmittelverluste sind aus betriebswirtschaftlicher und auch aus Umweltsicht ein Problem. Wenn Lebensmittel nicht als solche genutzt werden, steht dem Aufwand zur Produktion kein entsprechender Nutzen gegenüber. Fläche, Jungpflanzen, Wasser, Düngung, Pflanzenschutz und schließlich der Personalaufwand werden ohne Nutzen aufgebracht. Das bedeutet für die Betriebe und auch für die Umwelt eine negative Bilanz. Hintergrund der Erhebung: Ein nennenswerter Anteil der produzierten Lebensmittel geht für die Ernährung von Menschen verloren. Das hat wirtschaftliche, soziale und ökologische Konsequenzen - weltweit und auch in NRW. Zahlreiche Initiativen und auch die Bundes- und Landesregierung bemühen sich daher die Wertschätzung für Lebensmittel zu erhöhen und Lebensmittelverluste zu verringern. Bei Obst, Gemüse und Kartoffeln für den Frischmarkt tritt ein Teil der Verluste schon am Anfang der Wertschöpfungskette auf. Als Gründe dafür werden z.B. Qualitätsstandards, aber auch Schwankungen im Angebot oder der Nachfrage genannt. Die Folge: Viele Produkte, die vorher aufwändig produziert wurden, erreichen die Ladentheke nicht. Landwirtschaftliche Betriebe und Handel versuchen die auf der jeweiligen Stufe auftretenden Lebensmittelverluste so gering wie möglich zu halten. Die Studie soll die aktuelle Situation darstellen. Außerdem sollen bestehende und potentielle Strategien zur Reduzierung von Lebensmittelverlusten aufgezeigt werden. Ablauf: Landwirte und Gartenbaubetriebe aus NRW werden (überwiegend online) zu Verlustmengen und Verlustgründen bei ausgewählten Obst- und Gemüsearten sowie Kartoffeln befragt. Der Zeitaufwand je Betrieb liegt bei etwa 10 Minuten. In gleicher Weise werden auch Betriebe aus dem direkt nachgelagerten Bereich (Aufbereitung, Großhandel) befragt. Ziel ist eine möglichst breite Teilnahme von Betrieben. Ergänzend dazu werden einige Betriebsleiter und Fachleute aus Beratung, amtlicher Überwachung und Wirtschaft zu Hintergründen von Lebensmittelverlusten und Vermeidungsstrategien interviewt. Die Ergebnisse von Umfrage und Interviews werden Anfang 2017 in einem Workshop vorgestellt. Auf Grundlage der Studie und des Workshops werden Empfehlungen für Politik und Verwaltung erarbeitet. (Text gekürzt)