Gloria Ferrer Vineyards ist eine Pionierin im Sonoma County beim Einsatz von KI zur Überwachung von Pflanzen

Da der Klimawandel zu einem unvorhersehbareren Klima mit Hitzewellen, Spätfrösten und Dürre führt, ist ein Weingut im Sonoma Valley nach eigenen Angaben das erste in Sonoma County, das künstliche Intelligenz einsetzt, um seine Ernten genauer zu überwachen.

Gloria Ferrer Caves and Vineyards nutzt KI, um das Wachstum zu verfolgen, den Wasserverbrauch zu regulieren und Erträge auf seinen 330 Hektar Weinreben in der Weinregion Carneros im Sonoma County vorherzusagen, sagte Brad Kurtz, Weinbergmanager bei Gloria Ferrer.

„Ich bin einfach so begeistert von den Möglichkeiten der Dinge, die sie entwickeln“, sagte Kurtz über die KI-Partnerschaften von Gloria Ferrer. „Man könnte diese Datenmenge nicht manuell erreichen. Es gibt einfach keine Möglichkeit, diese Art von Granularität zu erreichen.“

KI kombiniert Computerlernen mit großen Datensätzen, die für eine Vielzahl von Disziplinen verwendet werden können, von der Sprachverarbeitung und Spracherkennung bis zur Bilderstellung. Gloria Ferrer nutzt mehrere verschiedene KI-Technologien, von denen eine einen Algorithmus erstellt, der auf Tausenden Bildern einzelner Reben basiert, die von einer toastergroßen Kamera aufgenommen werden, die routinemäßig durch den Weinberg manövriert. Dieser Algorithmus hilft dem Winzer, den zukünftigen Traubenertrag zu bestimmen.

Tom Shapland, CEO von Tule Technology, einem KI-Unternehmen mit Schwerpunkt auf Bewässerungsplanung, sagte, KI könne einfach als „ein Computersystem, das etwas tun kann, was wir normalerweise von Menschen denken“ beschrieben werden.

Weinbergmanager haben sich traditionell auf historische Referenzen und menschliche Beobachtungen verlassen, um die Gesundheit der Reben und ihren potenziellen Ertrag zu überwachen.

Selbst der sorgfältigste Weinbergmanager kann keine vollständig repräsentative Schätzung seines endgültigen Ertrags erhalten. Kurtz sagte, dass die „besten Ernteschätzer der Welt“, die ihre Schätzungen manuell durchführen, eine Fehlerquote von etwa 20 % haben, bevor die Pflanzen blühten.

„Wir unterzeichnen und genehmigen gerade Verträge über unsere Erträge während der Ernte“, sagte Kurtz, während er durch Reihen von Chardonnay-Trauben ging. „Wenn Sie einen 10 Hektar großen Weinberg haben und 1 % der Reben in diesem Block zählen, sprechen Sie von vielleicht 100 Reben. Das ist ein riesiges Unterfangen.“

Der Ertrag eines Weinbergs ist für den anschließenden Weinherstellungsprozess wichtig. Wie bei einem Kuchenrezept müssen die Traubenverhältnisse genau stimmen, um den gewünschten Geschmack eines Weins zu erzeugen.

„Wenn ich denke, wir brauchen 1.000 Tonnen Trauben, um die Weine zu produzieren, die wir in einem bestimmten Jahrgang verkaufen können, und plötzlich mache ich Ernteschätzungen und es sind 900 Tonnen da draußen – uns fehlen 100 Tonnen Trauben.“ sagte Kurtz. „Also muss ich rausgehen und Obst kaufen oder umgekehrt.“

Aber dieses Jahr erhält Kurtz Daten von einer toastergroßen Kamera von Bloomfield AI, die eine digitale Kopie jeder Pflanze erstellt und speichert.

Die Kamera ist an der Vorderseite eines Traktors angebracht und macht von jeder Pflanze Tausende Bilder. Und so wie ein KI-generiertes Bild aus einer Fülle zusammengesetzter Bilder erstellt wird, erstellt die Technologie von Bloomfield AI einen Algorithmus auf der Grundlage der erfassten Bilder, um Erträge genauer vorherzusagen, als es manuelle Ansätze jemals könnten, sagte Mark DeSantis, CEO von Pittsburgh- Bloomfield Robotics hat seinen Sitz und ein Büro in St. Helena.

„Es wird ein sehr, sehr detailliertes Bild aufgenommen, und zwar auf Pixelebene“, sagte DeSantis. „Es geht darum, nach den gleichen Mustern und Merkmalen zu suchen, die ein Mensch beim Betrachten Ihrer Rebe sehen würde … Sie achten auf deren Größe oder Farbe, wie viele Büschel, Blätter, die Ranken, die Korridore und all diese Merkmale.“

Als Kurtz am Dienstag bei Gloria Ferrer durch Chardonnay-Reben spazierte, entdeckte er eine Rebe, bei der er vermutete, dass eine Maus die entstehenden Knospen gefressen hatte. In der Nähe fuhr ein Traktor mit Bloomfields Kamera zum ersten Mal in dieser Saison durch den Weinberg, erfasste die fehlenden Knospen und aktualisierte den prognostizierten Ertrag, auf den Kurtz per Fingerwisch über eine App zugreifen konnte.

„Die Ertragsüberwachung ist nur die Spitze dessen, was diese Technologie für die Landwirtschaft bringen wird“, sagte Kurtz.

Eine Druckkammer, auch „Druckbombe“ genannt, wird traditionell verwendet, um zu messen, wie fest ein Weinstock Wasser hält, was einen Hinweis darauf gibt, wie stark ein Weinstock gestresst ist – ein entscheidendes Maß zur Sicherstellung der Qualität einer Traube.

Es nimmt ein Blatt von einer Rebe, wickelt es in eine Plastiktüte und übt in einem Tank mit Stickstoff Druck darauf aus. Wenn genügend Luftdruck ausgeübt wird, gibt das Blatt Wasser ab und liefert einen Messwert, der anzeigt, wie gestresst die Pflanze ist.

„Es ist eine ziemlich anspruchsvolle Fähigkeit, jemandem etwas beizubringen“, sagte Kurtz. „Man braucht einen sehr guten Techniker, der rausgehen und Messungen durchführen kann. Und wie ich schon sagte, das kostet viel Zeit.“

Dennoch beantwortet es zwei wichtige Fragen für Weinbergmanager: Wie durstig sind die Pflanzen im Vergleich dazu, wie durstig ein Landwirt sie haben möchte? Und wie viel muss eine Pflanze vor diesem Hintergrund bewässert werden?

Shapland, CEO von Tule Technology, sagte, der Einsatz von KI werde mithilfe von Vorhersagemodellen eine genauere Vorhersage darüber ermöglichen, wie Pflanzen auf unterschiedliche Wasserstände reagieren. Tule, einer der KI-Partner von Gloria Ferrer, verwendet einen Evapotranspirationssensor, der die Verdunstung von Blättern auf einem Hektar misst und damit verbundene Druckwerte liefert.

Mithilfe dieser Messwerte kann ein Algorithmus anzeigen, wie gestresst die Reben sind.

Die Fähigkeit, die für eine Ernte benötigte Wassermenge vorherzusagen, werde laut Shapland noch wichtiger, da Kalifornien eine „Wasserrevolution“ erlebt.

„Früher wurde es immer so gemacht: Am 15. Mai schalten die Leute das Wasser ein und lassen es acht Stunden lang auf jedem Feld laufen, jede Woche bis zur Ernte“, sagte er. „Es gibt immer noch viele Leute in Kalifornien, die immer noch so bewässern.“

Der nachhaltige Umgang mit Wasser und die zunehmende Regulierung der Ressource erfordern von den Landwirten ein neues Kapitel. Einige, wie Kurtz, haben sich bereits der Zukunft zugewandt.

„Sie können eine Weinbergreihe hinuntergehen und einfach 500 Rebstöcke an der Weinbergreihe scannen, und es wird der Durchschnittswert jedes Rebstocks ermittelt“, sagte Kurtz. „So erhalten Sie eine Messung, die sowohl genau als auch repräsentativ für Ihren gesamten Weinberg ist.“

Seit seiner Gründung in Davis im Jahr 2014 hat Tule Technology mit Hunderten von Landwirten in ganz Kalifornien zusammengearbeitet, um die landwirtschaftlichen Bewässerungspraktiken durch verbesserte Überwachung und Vorhersagemodelle zu ändern.

Während Sonoma County mit weniger vorhersehbaren Wettersystemen zu kämpfen hat, die seine Festzeltindustrie gefährden könnten, sichert Kurtz seine Wetten in seinem gesamten Weinberg durch den Einsatz von KI ab.

„Diesen Dingen gehört die Zukunft und wir freuen uns, mit diesen Unternehmen zusammenzuarbeiten, um zu den ersten Anwendern bei ihnen zu gehören“, sagte Kurtz. „Es wird die Art und Weise verändern, wie wir alles tun.“

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