Login
Ackerbau

Zukunftsmusik: Roboter-Schwärme auf dem Acker

von , am
08.01.2013

Wien - Die Firma Dorhout R&D hat einen Roboterschwarm entwickelt, der selbständig Pflanzen aussäen kann, berichtet der New Scientist.

Die Entwickler haben sich für die Koordination der Roboter Anregungen bei Ameisenkolonien geholt. Die einzelnen Maschinen gehorchen einfachen Regeln, aus denen komplexes Schwarmverhalten entsteht. Die Roboter weichen automatisch Hindernissen aus und können mittels eines Sensors erkennen, wo bereits Samen gepflanzt wurden. Stößt der elektronische Saatgut-Ausbringer auf ungenutztes Ackerland, pflanzt er unter Zuhilfenahme einer Kamera einen Samen.
 
Mittels Infrarot kann jedes Mitglied des Robo-Schwarms Hilfe anfordern, wenn es auf größere Areale stößt, die bewirtschaftet werden müssen. Diese Signale haben Priorität vor den ansonsten zufälligen Bewegungen des Schwarms. So entsteht eine einfache Form der Selbstorganisation. "Es gibt keine Langzeit-Speicher und keine zentralisierten Befehle oder Kontrolle. Die Bots folgen nur einfachen Regeln, um komplexe Aufgaben zu bewältigen", sagt David Dorhout, Gründer von Dorhout R&D.

Lernende Maschinen

Die säenden Roboter sollen es Bauern ermöglichen, in Zukunft effizienter zu arbeiten. "Derzeit hält sich der Einsatz von Robotern in der kommerziellen Landwirtschaft in Grenzen. Das liegt daran, dass es in vielen Bereichen sehr schwierig ist, geeignete Maschinen zu entwickeln. Projekte wie dieser Roboter-Schwarm sind von einer kommerziellen Anwendung noch weit entfernt. Das Interesse bei den Bauern ist trotzdem groß. Ein Roboter zur Paprikaernte, an dem wir forschen, wird von holländischen Farmern kofinanziert, weil sie gerne eine solche Maschine hätten. Der Weg ist aber noch weit", erklärt Jan Bontsema, Koordinator des von der EU-Komission finanzierten Projekts "Clever Robots for Crops", gegenüber pressetext.
Der Einsatz von Schwärmen aus Maschinen erlaubt Anbautechniken, die mit den bekannten Mitteln der industriellen Landwirtschaft nicht realisiert werden können. Die Maschinen können Samen beispielsweise in Gittermustern statt in Reihen ausbringen, was eine effizientere Nutzung der Anbaufläche ermöglicht. Das Ziel soll aber nicht sein, Bauern durch Maschinen zu ersetzen. Die Landwirte sollen lediglich mehr Zeit bekommen, um sich auf die geschäftlichen und wissenschaftlichen Aspekte ihrer Arbeit zu konzentrieren. "Der Bauer ist der Hirte, der den Robotern die Anweisungen gibt", sagt Dorhout.

Wachsendes Aufgabenfeld

Derzeit können Prototypen des Roboter-Schwarms lediglich Saatgut ausbringen. In Zukunft sollen sie aber auch andere Aufgaben übernehmen. Zuerst sollen die Maschinen lernen Unkraut zu jäten, Düngemittel zu verteilen und die Ernte einzubringen. Am Ende soll ein System stehen, dass sämtliche Aufgaben, die auf einem Bauernhof anfallen, übernehmen kann. "Das Potenzial einer weiteren Automatisierung in der Landwirtschaft hängt von der jeweiligen Situation ab. In den Niederlanden könnte die Automatisierung der Ernte in den Glashäusern mithelfen, die Produktion aufrechtzuerhalten, wenn sich nicht mehr genügend menschliche Arbeitskräfte finden, die zu den gebotenen Konditionen arbeiten wollen", erklärt Bontsema.
 
Dasselbe gelte für die Ernte von Äpfeln oder Birnen, wo für kurze Zeit sehr viel Arbeit anfällt. "Ansonsten ist in den Niederlanden sowohl der Ackerbau als auch die Pflanzenzucht in Glashäusern durch den Einsatz von Maschinen bereits stark industrialisiert, der Einsatz von Robotern bringt in dieser Situation keine großen Vorteile. In Ländern mit größeren Landwirtschaftsbetrieben oder weniger Maschineneinsatz kann das aber anders aussehen", so Bontsema.

Zukunftstechnologie: Designstudien zur Landtechnik

Diplomarbeit
Dies ist das Design einer Diplomarbeit zum Thema neue Traktor-Geräte-Systeme. © TU Dresden
Maschinensystem
Die erarbeitete Lösung beschreibt ein modulares Maschinensystem bestehend aus drei Komponenten. "Durch die Kombination von Leistungsmodulen mit einem Kabinenmodul lässt sich damit ein für jeden Anwendungsbereich optimales Bearbeitungssystem darstellen." © TU Dresden
Mähdrescher
Für seinen Mähdrescher der Zukunft wurde der Diplomstudent Christoph Phillip Schreiber 2014 mit dem Sächsischen Staatspreis für Design ausgezeichnet. © Chris­toph Phil­ipp Schreiber
Venum
"Venum" heißt die moderne Landmaschine und ist mit einem 18 Meter langem Klappschneidwerk und zwei Fahrerkabinen ausgestattet. „Das bringt gegenüber herkömmlichen Mähdreschern einige Vorteile. Durch die enorme Breite des Schneidwerkes können Felder viel effektiver und schneller abgeerntet werden“, so Christoph Schneider. © Christoph Schneider
Schwadleger
Im Erntemodus wird der Schwadleger und der Strohhäcksler in Position gebracht. © Christoph Schneider
Erntemaschinen
Erntemaschinen werden immer größer und damit auch schwerer. Das führt zu mehr Bodenverdichtung. Die Zukunftsvision des russischen Industriedesigners IIya Avakov ist ein Mähdrescher mit einem Antigravitationsantrieb, der durch Magnetismus die Erdanziehung aufhebt. © IIya Avakov
Industriedesigner
Laut Industriedesigner IIya Avakov könnten die Mähdrescher der Zukunft wie überdimensionale Rasierer aussehen. © IIya Avakov
Claas-Studie
Claas-Studie mit einer Rad-Raupe-Kombination mit zweiter Traktionsspur - ohne Zwillings-bereifung sowie zwei lenkbaren Achsen und anhebbarem, einfahrbarem Raupenlaufwerk. © Jörg Möbius
Mähdrescher
Das Konzept von Dominic Schindler Creations aus Österreich zeigt einen Mähdrescher mit zwei lenkbaren Vorderachsen. © Werkfoto
Fendt
Zukunftsidee von Fendt: Miniroboter, die 24 Stunden spezifisch Pflanzenschutz durchführen. © Werkfoto
Massey Ferguson
Massey Ferguson nennt diese Idee Drohne: Der Traktorfahrer in der drehbaren Kabine steuert einen zweiten Traktor ohne Kabine. © Werkfoto
Valtra
Mehr Leistung, mehr Räder: mit der Kopplung von zwei Valtra-Ameisen entsteht ein stärkerer Traktor mit drei Achsen. © Werkbild
BoniRob
Das ist "BoniRob": Der Prototyp eines autonomen Feldroboters auf vier einzeln lenkbaren Rädern. Das Navigationsmodul wertet Messdaten eines 3D-Laserscanners aus, die zur Ansteuerung der Radnaben-Elektromotoren dienen. So erkennt BoniRob auch Reihenlücken, -anfänge und -enden und kann sich selbsttätig auf den Feldern bewegen, ohne Pflanzen zu beschädigen. © HS Osnabrück
Valtra
Der Valtra Robo Trac Traktor wurde im Rahmen eines Uniprojektes entworfen. Der Idee nach ist er vollautomatisch und programmierbar und kann viele Bodenbearbeitungsgeräte, wie beispielsweise einen Grubber oder einen Pflug, ziehen. © Hannes Seeberg
Valtra Robo Trac
Besonders hilfreich soll der Valtra Robo Trac für den Einsatz im Wein-, und Obstbau sowie beim Kaffeeanbau und in Baumschulen sein. © Hannes Seeberg
NEO
Mit dem NEO wollte der Designer das typische Erscheinungsbild von Traktoren revolutionieren und gleichzeitig die Funktionalität erhöhen. NEO soll mit einem Vierradantrieb ausgestattet sein, wobei jedes Rad von einem eigenen Motor angetrieben wird, sodass ein großer Motorraum entfällt. Der eingesparte Platz wird für eine integrierte Ladefläche genutzt. © Zishan Khan Pathan
NEO
NEO wird durch einen Joystick gesteuert. Durch die ergonomische Fahrerkabine soll eine gute Rundumsicht möglich sein. Die Fahrerkabine ist über ein hydraulisches Gelenk mit der Ladefläche verbunden, um einen möglichst kleinen Wendekreis zu ermöglichen. © Zishan Khan Pathan
MARS
MARS (Mobile Agricultural Robot Swarms) ist ein Forschungsprojekt von Fendt im Bereich der Agrarrobotik. Autonome, von einer Cloud gesteuerte Roboterschwärme werden in Zukunft ihre Arbeit neben Großmaschinen verrichten - davon ist man bei Fendt überzeugt. © Fendt
Geotrac
Der Geotrac wurde dem Hersteller zufolge als einer der ersten Traktoren nach modernsten Grundsätzen des Automotive Designs entwickelt. Das Innovative Traktor-Konzept gilt bis heute als top-modern. © Werkbild
Lindner
Proportionen schaffen perfekte Übersichtlichkeit und zeitlose Attraktivität. Die kraftvolle Formensprache soll die Leistungsfähigkeit der Fahrzeuge unterstreichen und die Wiedererkennung als "Lindner" erleichtern. © Werkbild
Lindner
Die Ergonomie um und in der Kabine soll laut Hersteller ein komfortables Arbeiten bei jedem Einsatz ermöglichen. © Werkbild
Geotrac
Der Wendekreis der Geotrac Traktoren ist unter 8 m. Sie haben ein geringes Eigengewicht und eine niedrige Kabinenhöhe. Damit sollen sie sehr wendig und geländegängig sein.  © Werkbild
New Holland
Der NHDrive-Konzepttraktor ist die erste autonom arbeitende, fahrerlose Maschine von New Holland. Gesteuert und überwacht wird der Traktor über einen Desktop-Computer oder ein Tablet-Interface. Dank vollwertig ausgestatteter T8-Standard-Kabine lässt sich die Maschine auch bei Arbeiten einsetzen, bei denen noch keine vollständige Autonomie möglich ist (Frontlader- und Transportarbeiten). © New Holland Agriculture
Case IH
Dieser kabinenlose Traktor ist das erste autonome Traktorkonzept von Case IH. Bei der Entwicklung stützte man sich auf das bestehende Case IH Magnum Modell und entwickelte ein neues Design. Trotz fehlender Kabine beim Prototypen kann die Technologie laut Hersteller grundsätzlich auch bei Standardtraktoren eingesetzt werden. © Case
Case IH
Gesteuert und überwacht werden die Maschinen über mobile Geräte. Ein Mitarbeiter kann so mehrere Maschinen gleichzeitig steuern. Mögliche Einsatzfelder für den autonomen Schlepper sind Bodenbearbeitung, Saat, Pflanzenschutz und Ernte. Dank modernster Technik erkennt der Traktor selbstständig stationäre und bewegliche Hindernisse und stoppt automatisch. © Case
Transportfahrzeug-Projekt CNH Industrial
Austin Dewees erhielt für sein Transportfahrzeug-Projekt für die Trocken- und Regenzeit einen Preis von CNH Industrial und war gleichzeitig auch der Gesamtgewinner, der aus vier Projekten ausgewählt wurde. © Austin Dewees/CNH Industrial
Bug-E Projekt
Im Bereich Service Design sollten Studenten Möglichkeiten ermitteln, die die Effizienz in den Märkten erhöht, und sie sollten eine einfache und nachhaltige Lösung entwickeln, die Anwender unterstützt. Gewinner hier war Harsh Kumar für seinen modularen Elektrowagen BUG-E und die für Farmer im ländlichen Raum zugeschnittene digitale Plattform. © Harsh Kumar/CNH Industrial
Automark Designstudie
Zusammen mit dem  Royal College of Art (RCA) richtete CNH Industrial eine Veranstaltung aus, um Studierende, die an einem Projekt für Designs von innovativen und nachhaltigen Maschinen für aufstrebende Märkte teilgenommen haben, auszuzeichnen. Die Kategorie Automark konzentrierte sich auf die Ermittlung der kommerziellen Nachfrage und auf den Entwurf eines Fahrzeugs, das einfach herzustellen, zu warten und zu bedienen ist. Gewinner hier war Jonathan Stoker für sein Kompostiersystem-Projekt (New Holland). © Jonathan Stoker/CNH Industrial
Auch interessant