Demnächst Roboter bei der Feldarbeit?

Elektronische Knechte bekommen keine Rückenschmerzen

Roboter sind in einigen Branchen bereits zu unentbehrlichen Helfern geworden. Sie leisten beispielsweise im Automobilbau äußert exakte Arbeit und senken die Personalkosten. Aber auch in der Landwirtschaft scheint das Zeitalter der elektronischen Knechte angebrochen zu sein. Forschungsinstitute im In- und Ausland arbeiten mit Hochdruck an Feldrobotern, die nach Expertenmeinung in fünf oder zehn Jahren praxisreif sind und die Arbeit der Bauern erleichtern sollen.

Ein Feldroboter-Prototyp der FH Osnabrück im Mais. Quelle: FH Osnabrück

Das Team um Prof. Arno Ruckelshausen (vorne rechts) im Jahr 2007. Quelle: FH Osnabrück

Zu den Wettbewerbsaufgaben gehört ein Wendemanöver am Ende der Maisreihe. Quelle: FH Osnabrück

Die Weltmeisterschaften 2008 finden in Osnabrück statt Quelle: FH Osnabrück

Bereits seit mehreren Jahren setzen Tierhalter automatische Melkmaschinen ein. Kehrmaschinen halten den Boden im Kuhstall sauber. Doch nun drängt es die Roboter an die frische Luft. Hier sollen sie nach dem Willen ihrer Erbauer einmal Aufgaben bewältigen, die hohen körperlichen Einsatz erfordern und bei Landwirten und ihren Mitarbeitern eher unbeliebt sind: Spargel stechen, Unkraut bekämpfen, Schnecken fangen oder Gurken ernten. Maschinen können hier ihre Stärken gnadenlos ausspielen: Sie arbeiten nämlich zur Not auch 24 Stunden am Tag – ohne Rückenschmerzen und ohne müde zu werden.

Visionen werden Wirklichkeit

Zu den führenden deutschen Forschungseinrichtungen gehört die Fachhochschule Osnabrück. Das Team um Professor Arno Ruckelshausen hat bereits mehrfach mit Prototypen an Weltmeisterschaften für Feldroboter teilgenommen und vordere Plätze belegt. Hier ging es bislang darum, dass sich die kleinen Automaten sicher zwischen geraden und gekrümmten Maisreihen fortbewegen, ohne Pflanzen umzufahren. Außerdem sollen sie am Reihenende ein Wendemanöver selbständig ausführen, Pflanzen zählen oder Markierungslinien ziehen können. Das hört sich noch ein wenig nach Spielerei an, doch Ruckelshausen zeigt sich überzeugt: „Wir arbeiten bereits an Feldrobotern, die für den kommerziellen Markt gedacht sind. Erste Prototypen, die beispielsweise selbständig düngen, Herbizide ausbringen oder Unkraut jäten, erwarten wir in etwa fünf bis zehn Jahren.“ Namhafte Landmaschinenhersteller sind schon auf den Zug aufgesprungen und unterstützen das Team der Fachhochschule Osnabrück. Dazu sagt Ruckelshausen: „Wir wollen gemeinsam bedienungsfreundliche Technik entwickeln, die den Landwirten die Arbeit erleichtert.“

In der Werkzeugkiste: Hammer und Schraubenschlüssel, aber auch Sensoren und WLAN

Die Osnabrücker Wissenschaftler verwenden viele Techniken, die bereits von Industrieautomaten und aus der modernen Computertechnik bekannt sind. Intelligente Software, Kameras und optische Distanzsensoren sorgen beispielsweise dafür, dass sich Roboter sicher durch die Pflanzenreihen bewegen. Mittels Lichtquelle und Fotodiode lässt sich der Reifezustand von Gemüse feststellen. In Kombination mit einem hoch auflösenden GPS wird die exakte Position auf dem Feld bestimmt, so dass einzelne reife Pflanzen in einem zweiten Arbeitsschritt geerntet werden können. Unkräuter lassen sich anhand ihrer Umrisse unterscheiden und gezielt ausschalten. Hier offenbart sich ein weiterer Vorteil der Roboter: Sie können zukünftig Pflanzen individuell behandeln und Pflanzenschutzmittel oder Dünger zielgenau ausbringen. Der Fachmann spricht von „Individual Plant Farming“. Ruckelshausen betont aber, dass der Roboter den Menschen auf keinen Fall ersetzen kann. Vielmehr ermöglicht exakte Sensortechnik kombiniert mit den Kenntnissen der Landwirte, unter dem Strich Vorteile für die Umwelt und die Wirtschaftlichkeit. Interessierte Landwirte werden sich darauf einstellen: Sensoren und Datenauswertung gehören dann ebenso wie Hammer und Schraubenschlüssel zu ihrem täglichen Handwerkszeug.

Wenn Roboter ausbüchsen

Bis dahin ist es noch ein weiter Weg. Ruckelshausen tüftelt zurzeit an innovativen Lösungen für scheinbar ganz profane Probleme. Was passiert beispielsweise, wenn eine Wildschweinrotte eine Ecke des Maisackers „umgepflügt“ hat? Wie kommt der Roboter mit den Bodenunebenheiten zurecht? Wie orientiert er sich, wenn mehrere Pflanzen in der Maisreihe fehlen? Respekt haben er und seine Kollegen auch vor „freilaufenden“ Robotern: Wie kann man verhindern, dass fehlgeleitete Exemplare der autonomen Maschinen „ausbüchsen“ und beispielsweise den Straßenverkehr gefährden? Um diese und andere Fragestellungen erfolgreich zu beantworten, setzt der Osnabrücker Professor auf seine bunt gemischte Arbeitsgruppe: „Erforderlich ist immer eine Zusammenarbeit zwischen den Experten aus der Technik, aus dem Maschinenbau, der Elektrotechnik und der Informatik und den Anwendern in Landwirtschaft und Gartenbau“, unterstreicht er.

Weltmeisterschaft 2008 in Osnabrück

Vom 12. bis zum 14. Juni 2008 finden in Osnabrück die sechsten Weltmeisterschaften für Feldroboter statt. Die Anforderungen an die Teilnehmer aus Japan, Finnland, Malaysia, den Niederlanden und Deutschland sind gegenüber dem Vorjahr weiter erhöht worden. So müssen die automatischen Fahrzeuge zum Beispiel ihr Können auf sehr feuchten und unebenen Böden unter Beweis stellen. Ruckelshausen und sein Team gehen wie in den Vorjahren mit einem neuen Prototyp an den Start. Doch der Wettkampf mit den anderen Teams ist nicht alles. „Uns geht es auch darum, die Möglichkeiten und Schwierigkeiten dieser Technik im Rahmen einer öffentlichkeitswirksamen Veranstaltung zur Diskussion zu stellen“, so Ruckelshausen abschließend.

Weitere Informationen zur Weltmeisterschaft siehe: www.fieldrobotevent.de.