Intelligente und flexible landwirtschaftliche Technik für komplexe und biologisch vielfältige Umgebungen
Der steigende Bedarf an Nahrung aufgrund des Bevölkerungswachstums, eine zunehmende Urbanisierung, steigende Einkommen und ein Mangel an qualifizierten Arbeitskräften in der Landwirtschaft verdeutlichen die Notwendigkeit eines nachhaltigen und produktiven landwirtschaftlichen Systems. Diesen Herausforderungen wird zunehmend mit Robotisierung begegnet. Ein EU-gefördertes Projekt unterstützt eine neue Generation von Landwirten, die kleine, innovative Gemüsebaubetriebe in ganz Europa gründen. Das Projekt ROMI (RObotics for MIcrofarms) entwickelt eine bezahlbare, multifunktionale Plattform mit Robotik-Werkzeugen, Daten, Software und gemeinsamer Dokumentation, um zu einer Steigerung der Produktivität der landwirtschaftlichen Gemeinschaften beizutragen und ihre Arbeitsbedingungen zu verbessern. Die Robotik-Werkzeuge von ROMI sind ein mechanischer Roboter zur Unkrautbekämpfung, eine Drohne zum Pflanzen-Monitoring und ein 3D-Scanner zur Phänotypisierung in Innen- und Außenbereichen. „Der Gebrauch von maschinellem Sehen und aktivem maschinellem Sehen, gestützt auf virtuelle Pflanzenmodellierung zur Phänotypisierung im Feld, wird nicht nur landwirtschaftlichen Betrieben zugutekommen, indem Instrumente zu einem umfassenden Pflanzen-Monitoring und zur Vorhersage bereitgestellt werden. Die gleichen Daten werden zudem die Grundlage für eine exakte Bedienung von Robotern mit rechnergestützter numerischer Steuerung (CNC) auf verschiedenen Ebenen bilden“, wie es in einem Artikel auf der „Open Access Government“-Website heißt. „Die präzisen Bewegungen und die genaue Platzierung der Werkzeuge in komplexen Anpflanzungen werden Landwirte bei repetitiven Aufgaben, die gleichzeitig eine hohe Fingerfertigkeit erfordern, unterstützen. ROMIs Unkrautbekämpfungs-Tool wird Landwirten eine Zeitersparnis von 25 % bieten.“ Das Projekt wird für landwirtschaftliche Klein- und Kleinstbetriebe von Nutzen sein, die hauptsächlich traditionelle landwirtschaftliche Methoden anwenden. Hier wird ein Großteil der Arbeit manuell verrichtet, was zu körperlich anstrengenden Arbeitsbedingungen führt, im Gegensatz zu den größeren landwirtschaftlichen Betrieben, die zunehmend Präzisionslandwirtschaft betreiben. „Aufgrund der Inkompatibilität von Technologien im benötigten Maßstab sind Traktoren keine gangbare Option auf so kleinen Flächen und sie sind auch nicht an die Komplexität der diversen Pflanzenarten auf einem Feld angepasst“, heißt es im gleichen Artikel. Das ROMI-Projekt deckt ländliche, periurbane und urbane Gebiete ab. Periurbane Gebiete werden definiert als Übergangszonen von ländlichen zu städtischen Gebieten, zwischen den äußeren Grenzen urbaner und regionaler Zentren und der ländlichen Umgebung. Die Effizienz und Nutzbarkeit der Robotik-Werkzeuge von ROMI wird an zwei Hauptstandorten getestet: Chatelain Maraîchage in der Nähe von Paris, und Valldaura Self-Sufficient Labs in der Nähe von Barcelona. „Basierend auf diesen computergestützten und robotischen Werkzeugen könnten die Erkennung von Krankheiten und Stress, Pflanzung, Ernte, Bewässerung, die Entnahme von Bodenproben und die genetische Probennahme weitere Anwendungsgebiete sein“, heißt es im gleichen Artikel.
Intelligente Landwirtschaft
Die intelligente Robotik-Plattform des laufenden ROMI-Projekts umfasst den Einsatz geeigneter Sensoren und spezieller Algorithmen zur Überwachung der Pflanzen, Pflanzenpopulationen und des gesamten Feldes für effizientes Ernten. Die Gestalt der Pflanze (Phänotyp) wird über die Zeit hinweg mit verschiedenen Techniken beobachtet, die auf maschinellem Sehen, dreidimensionalem maschinellen Sehen, Pflanzenmodellierung, aktivem maschinellem Sehen und künstlicher Intelligenz basieren. Die regelmäßige Berichterstattung auf der CORDIS-Website beschreibt: „Die Plattform wird ein genaues und informatives Bild von dem, was auf dem Feld passiert, erstellen, indem sie einen Top-Down-Ansatz und einen Bottom-Up-Ansatz miteinander kombiniert: ein Gerät in der Luft macht eine großflächige Aufnahme vom Feld, während ein Rover am Boden detaillierte Informationen zu einzelnen Pflanzen sammelt.“ Weitere Informationen: ROMI-Projektwebsite
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