5G auf dem Feld: So sagen Roboter dem Unkraut den Kampf an

Die Wissenschaftler Christian Schellenberger, Bastian Kolb-Grunder und Christopher Hobelsberger von der TU Kaiserslautern testen 5G in der Landwirtschaft. Mit einer Drohne, 5G und künstlicher Intelligenz kann ihr selbstfahrender Roboter gezielt Unkraut bekämpfen.

Im Test geht es um stumpfblättrigen Ampfer. Der ist auf dem Grünland ein Problem, weil er Gräser verdrängt, die Kühe gerne fressen.

Der Ampfer wird mit der Drohne fotografiert und die Daten über die 5G-Datenverbindungen an ein Fahrzeug am Wiesenrand mit Server mit Mobilfunktechnik gesendet. Dort werden sie mit künstlicher Intelligenz analysiert und mit Hilfe der 5G-Mobilfunktechnik auf den Feldroboter übertragen.

Der Feldroboter navigiert mit diesen Daten zum Ampfer. Der Roboter ist ebenfalls mit einer Kamera ausgestattet, fotografiert vom Boden aus und schickt Bilder an den Server im Fahrzeug. Sobald er den Ampfer erkennt, verspritzt er zentimetergenau Pflanzenschutzmittel (im Test nutzt er dafür Wasser) auf die Unkrautpflanzen.

Macht diese Technik Schule, ließe sich Unkraut so präzise bekämpfen, dass Landwirte den Einsatz von Herbiziden massiv reduzieren könnten. Das wäre günstiger und wesentlich besser für die Umwelt.

„Unser Ziel ist eine nachhaltige Landwirtschaft, bei der Dünge- und Pflanzenschutzmittel, aber auch Wasser sparsam und nur in dem individuell für die Pflanze gerade nötigen Umfang eingesetzt werden", sagt Christian Schellenberger, Projektleiter von 5G Kaiserslautern.

Der Roboter wird im Versuch gerade zur Unkrautbekämpfung mit Herbiziden eingesetzt. Doch es sind weitere Ausbaustufen möglich: „Die Technik würde es grundsätzlich erlauben, jegliche Flüssigkeiten auszubringen, also Herbizide, Insektizide oder Fungizide. Auch die Individuelle Bewässerung von Einzelpflanzen auf Basis der Bodenfeuchte wäre denkbar“, sagt Schellenberger.

Derzeit liegt die Priorität beim Erkennen und Bekämpfen von Ampfer. Als das Projekt vorbereitet wurde, standen noch die Distelbekämpfung in Zuckerrüben und die individuelle Bewässerung von Salat im Raum.

Grundsätzlich sei die Kombination von Drohne und Roboter für jegliche von der Luft aus erkennbaren Schädlingen bzw. Schadpflanzen möglich, sagt Schellenberger. Eine Bedingung: Die zu schützende Pflanze darf nicht höher als 10 cm sein.

Die derzeitige Version des Roboters nutzt Ackerschlepper-Reifen mit entsprechendem Profil. "Unebenheiten und Steigungen oder Gefälle sind sowohl für den Roboter als auch für den Spritzausleger kein Problem“, erklärt Schellenberger.

Eine Version des Roboters mit Kettenantrieb sei denkbar. Diese würde nochmals die Geländegängigkeit erhöhen. „Einen nassen, frisch gepflügten Acker sollte man aber meiden.“ Für diesen Einsatz sei die Plattform jedoch auch nicht konzipiert.

„Wir wollen eines Tages mehrere Roboter und eine Drohne aussetzen und sie die Arbeit autonom machen lassen“, sagt Schellenberger. Er stellt sich eine autonome Roboterflotte vor, die am Morgen einen Auftrag erhält und am Nachmittag eine perfekt bearbeitete Fläche zurücklässt.

„Das von uns eingesetzte System arbeitet teilautonom. Die Drohne fliegt also autonom eine vorher festgelegte Route ab. Zu jedem Zeitpunkt ist ein Pilot mit einer Fernsteuerung vor Ort, um einzugreifen, falls es zu Problemen kommt", so Schellenberger.

Im Feldroboter von der TU Kaiserslautern sind mehrere Sicherheitssysteme integriert, die einen vollautonomen Einsatz technisch und theoretisch möglich machen. Aktuell sei der Einsatz vollautonomer Drohnen in Deutschland nicht möglich, weil die rechtliche Grundlage fehle. Wann autonomes Fahren bei Feldrobotern zugelassen wird, lässt sich nicht abschätzen. Bis es so weit ist, müssen die Forscher der TU Kaiserslautern assistierend am Feldrand stehen.