Roboter helfen auf europäischen Mikrofarmen aus
Mikrofarmen können enorm ertragreich sein und lokalen Märkten ein bedarfsorientiertes und vielseitiges Angebot liefern, was größeren herkömmlichen Landwirtschaftsbetrieben häufig schwerer fällt. Sie gefallen unternehmerischen Landwirtinnen und Landwirten und bieten den Verbrauchenden hochwertige biologische und spezialisierte Erzeugnisse. Manche bauen auf weniger als fünf Hektar 100 unterschiedliche Sorten an. Doch diese kleinen Betriebe haben Probleme mit Ressourcenmangel und arbeitsintensiven Pflanzen, die häufig zu körperlichen Beschwerden wie Rückenproblemen führen. Das Projekt ROMI RObotics for Microfarms hat ein Konsortium zusammengebracht, das erschwingliche autonome Instrumente entwickeln soll, die individuelle und präzise Aufgaben erledigen können. Zu den Entwicklungen gehören eine anpassbare Plattform für die Steuerung intelligenter landwirtschaftlicher Bewirtschaftungsinstrumente, ein Boden-Rover und Cablebot sowie ein Phänotypisierungs-Scanner für genaue Pflanzenmodellierung.
Feldtests
Der Rover basiert auf einer batteriebetriebenen Plattform von Sony CSL. Er ist leicht und gleichzeitig stabil genug, um den Boden mechanisch mit einem rotierenden Werkzeug zu bearbeiten. Gesteuert wird er über einen quelloffenen Code, der im Projekt erarbeitet wurde. Dieser wird durch einen Cablebot ergänzt – eine robotische Kamera, die sich entlang eines horizontal über dem Boden gespannten Kabels bewegt – falls der Einsatz von Drohnen ein Problem darstellt, beispielsweise in der Nähe von Flughäfen. „Uns war klar, dass hier mehr als nur eine weitere Drohne gebraucht wird. Unser Cablebot läuft ununterbrochen, angetrieben von einer Aufladestation. Er zeichnet das Pflanzenwachstum auf und benachrichtigt den Betreibenden, wenn ein Eingreifen notwendig ist“, erklärt der Projektkoordinator Jonathan Minchin, ein Forscher am Projektträger IAAC in Barcelona, Spanien. Das Projekt hat eine Software entwickelt, die die vom Cablebot aufgezeichneten Bilder analysiert und daraus Karten erstellt, anhand derer der Rover sich beim Unkrautjäten oder bei der Pflanzenbestimmung orientiert. Im Mittelpunkt des Systems steht ein Software-Dashboard, über das Landwirtinnen und Landwirte den Rover und Cablebot steuern, Berichte erhalten und eingehende Daten visualisieren können – alles auf dem von ihnen bevorzugten Gerät. „Unser quelloffenes System kann auf einzelne Betriebe und Märkte angepasst werden, ohne dass die Datenverwaltung abgegeben oder auf teure Drittanbieter zurückgegriffen werden muss“, sagt Minchin.
Werbung für neue Landwirtinnen und Landwirten
Der KI-gestützte Phänotypisierungs-Scanner von ROMI kann präzise Pflanzenmodelle erstellen, das Wachstum aufzeichnen und einzelne Pflanzenbestandteile wie Früchte, Blätter und Stängel erkennen. Diese letzte Funktion ist ein wichtiger Schritt hin zu automatisierter Ernte und Krankheitserkennung. Die Humboldt-Universität in Deutschland, ein Projektpartner, hat zusätzliche adaptive Lernalgorithmen beigesteuert, um die Kamerabewegung des Scanners zu optimieren. Der Rover und Cablebot wurden in Zusammenarbeit mit dem Biobauernhof Chatelain Maraîchage in Frankreich sowie den Valldaura Labs in Barcelona, Spanien, entwickelt. Der Phänotypisierungs-Scanner wurde von Sachverständigen der Pflanzenentwicklungsbiologie am CNRS und INRIA an echten und virtuellen Pflanzen getestet. „Wir haben in Feldtests gezeigt, dass der Rover effizient Salatfelder in verschiedenen Anordnungen bearbeiten kann. Der Scanner hat erfolgreich den zeitintensiven Prozess der Pflanzenmessung automatisiert, was sowohl im Labor als auch auf dem Feld praktisch ist“, merkt Minchin an. ROMI unterstützt das Wachstum und die Nachhaltigkeit von Mikrofarmen, indem eine kostengünstige, bessere Bewirtschaftung ermöglicht wird. „Wir wollen die Landwirtschaft für junge Menschen attraktiver machen“, fügt Minchin hinzu. „Landwirtschaftliche Verfahren können extrem traditionell und langsam im Wandel sein, doch wir konnten eine echte Bereitschaft beobachten, die Robotik auf Mikrofarmen einzusetzen.“ Das ROMI-Konsortium sucht nun nach Finanzmitteln, um die robotischen Instrumente und Plattformen weiterzuentwickeln.
Schlüsselbegriffe
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