Forscher der Pennsylvania State University erleichtern die künstliche Bestäubung von Nutzpflanzen in Zeiten des grassierenden Insektensterbens mit einem neuen Bildverarbeitungssystem, das die Königsblume eindeutig identifiziert. Dies ist die mittlere Blüte eines Strausses von fünf Blüten an Apfelbäumen, die sich als erste öffnet. Wird sie bestäubt, entsteht daraus der mit Abstand grösste Apfel.
Doktorand Xinyang Mu setzt "Mask R-CNN" ein. Das Deep-Learning-Computerprogramm führt eine Segmentierung auf Pixelebene durch, um Objekte zu erkennen, die teilweise verdeckt sind - so wie die Königsblume von den übrigen Knospen oder Blüten. Mu hat Hunderte von Apfelblütentrauben fotografiert und daraus einen Algorithmus entwickelt, der die Königsblume von den übrigen Blüten unterscheiden und eindeutig lokalisieren kann. Mit dieser Info kann ein Bestäubungsroboter gezielt vorgehen, sodass sich die jeweils grösste Frucht entwickelt.
Mu liess 2014 Apfelbäume der Sorten Gala und Honeycrisp in Abständen von gut 1,50 beziehungsweise knapp zwei Metern pflanzen. Als sie eine Höhe von fast vier Metern erreicht hatten und blühten, begann der Jungforscher mit seiner Fotoaktion. Die Kamera montierte er auf einem Klein-LKW, den er zwischen den Baumreihen fahren liess, um die Blütenbilder aufzunehmen. Dann trainierte er seine Software, damit sie die entscheidende Blüte erkennen konnte.
Das Training des Bildverarbeitungssystems zur Lokalisierung von Königsblumen sei eine grosse Herausforderung gewesen, da sie die gleiche Grösse, Farbe und Form wie die seitlichen Blüten haben und die Königsblumen aufgrund ihrer zentralen Position normalerweise von den umgebenden Blüten verdeckt werden. Das Programm drillte er jeweils darauf, das Zentrum eines Blütenbüschels zu lokalisieren. Er erreichte eine Trefferquote von bis zu 98,7 Prozent, verglichen mit den 100 Prozent, die bei der Identifizierung der Königsblumen durch menschlichen Augenschein erreicht wurden.
