Feldroboter
Fahrerlose Maschinen für den Feldeinsatz in der Landwirtschaft und im Gartenbau. Zwei große Linien sind bei deren Entwicklung sichtbar: Zum einen steigt die Automatisierung bzw. die Assistenzunterstützung auf aktuellen Maschinen in den aktuellen Prozessen weiter – in den einzelnen Maschinen wie auch in der Koordination und Kooperation mehrerer Maschinen wie zum Beispiel in Ernteketten. Das erhöht weiter die Schlagkraft, optimiert die Prozesse, vereinfacht die Bedienung, vervollständigt und systematisiert die Prozessdokumentation für Planungs- und weiter steigende Dokumentationszwecke.
Zum anderen werden in der Forschung an vielen Orten explizit Roboter, oft vollständig autonom operierende Roboter, für Ackerbau-Probleme entwickelt. Ihr offensichtlicher Vorteil ist, klein und damit wenig bodenbelastend zu sein und dauerhaft auf dem Schlag arbeiten zu können. Um sie real einzusetzen, sind zwei Probleme zu lösen, nämlich erstens, sie müssen technisch und von der Leistung her hinreichend robust sein; und zweitens, ihre Leistung muss in die entsprechenden Ackerbauprozesse so hineinpassen, dass ihr Betrieb ökonomisch sinnvoll ist.
Ein Roboter ist, nach der Definition aus Hertzberg et al. 2012, eine „frei programmierbare Maschine, die auf Basis von Umgebungssensordaten in geschlossener Regelung in Umgebungen agiert, die zur Zeit der Programmierung nicht genau bekannt und/oder dynamisch und/oder nicht vollständig erfassbar sind“. Dieses Verständnis von Robotik stellt die zielgerichtete Aktion von Maschinen in solchen Umgebungen in den Mittelpunkt, die nicht kontrollierbar sind, die folglich permanent durch Sensorik erfasst werden müssen und in denen nur Aktion in Abhängigkeit von der fortlaufenden Auswertung der Sensorik zum Ziel führt.
Landwirtschaftliche Betriebe sehen sich aktuell mit vielen Problemen konfrontiert, für die autonome Feldroboterkonzepte einen künftigen Lösungsansatz darstellen könnten.
Für Marktfruchtbetriebe in Deutschland zählen zu diesen Problemen bspw.
- ein zum Teil dem demographischen Wandel geschuldeter Fachkräftemangel,
- der gesellschaftlich kritisierte Einsatz von Pflanzenschutzmitteln, die sich aufgrund zunehmender Resistenzen aus einem immer kleiner werdenden Spektrum wirksamer Komponenten zusammensetzen,
- eine verstärkt den landwirtschaftlichen Berufsstand betreffende Diskussion um einen Verlust an Biodiversität in ländlichen Räumen sowie
- immer größer werdende Landmaschinen, die an die Grenzen der straßenverkehrsrechtlichen Vorgaben stoßen und immensen Druck auf den zu beackernden Boden ausüben.
In der Landwirtschaft gibt es Bereiche, in denen vollautomatisierte und teilautonome Systeme, bereits seit einigen Jahren im Einsatz sind. Diese wurden allerdings in erster Linie als großtechnische Lösungen konzipiert. Beispiele sind Melkroboter, automatische Futtersysteme aber auch GPS-gestützte Lenksysteme sowie mit Sensoren bestückte Anbaugeräte, die auf Reihenfrüchte und Obstplantagen spezialisiert wurden (bspw. John Deere iTEC Pro oder Claas autonomous navigation).
Ziel ist es dabei stets, menschliche Arbeitskraft durch präziser und zuverlässiger arbeitende Technik zu ergänzen oder zu ersetzen, um auf diese Weise mit geringeren Kosten effizienter qualitativ höherwertigere Lebensmittel zu produzieren.
Erst in Teilen marktreif bzw. noch im Forschungsstadium sind dagegen vollautonome Systeme, wie mobile Feldroboter, die durch den Einzug der Digitalisierung in die Landwirtschaft vermehrt Aufmerksamkeit erfahren. So wird ihnen schon jetzt eine tragende Rolle innerhalb des Sektors vorhergesagt.
Feldrain
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