Landwirtschaft


Autonome Landmaschinen

Roboter auf dem Acker. Klick führt zu Großansicht im neuen Fenster.
Das BoniRob-System kann bereits in frühen Entwicklungsstadien Unkräuter von Möhrenpflanzen unterscheiden. Foto: Fachhochschule Westküste

Melkroboter, GPS-gestützte Lenksysteme und ertragsbezogene Schlagkarteien haben sich bereits in der landwirtschaftlichen Praxis etabliert. Der nächste Schritt der Technologisierung wird der Einsatz sogenannter autonomer Landmaschinen sein, die sich selbstständig auf dem Acker bewegen und mithilfe von Kameras und Sensoren zum Beispiel Unkräuter und Schädlinge beseitigen. Aktuelle Schätzungen gehen davon aus, dass der Markt für landwirtschaftliche Robotik von 750 Millionen Euro in 2014 auf bis zu 15 Milliarden Euro im Jahr 2020 wachsen wird. Auch für den ökologischen Landbau werden sich daraus neue Möglichkeiten ergeben.

Roboter gegen Unkraut

Schon heute befinden sich zahlreiche vielversprechende Systeme in der Testphase. Dazu gehört etwa der sogenannte BoniRob, eine selbstfahrende Robotik-Plattform auf vier Rädern, die in unterschiedlichsten Kulturen Unkräuter entfernt. Bei Testfahrten in ökologischen Möhrenkulturen konnte das System mit einer Quote von 99,9 Prozent die zarten Möhrenpflänzchen von Unkraut unterscheiden. Offen ist allerdings noch die Frage, wie die Unkräuter nach der Erkennung entfernt werden sollen. Möglich wäre ein Stempel, der die Pflanzen in den Boden drückt oder sogar ein Laserstrahl, der Unkräuter einfach verbrennt.

In den USA wird zurzeit ein automatischer Apfelpflücker getestet, der die Früchte am Baum erkennt und per Vakuumsauger pflückt, ohne Frucht oder Baum zu beschädigen. Ein französischer Hersteller hat einen Roboter für das arbeitsintensive Zurückschneiden von Weinreben entwickelt. Das batteriebetriebene Gefährt arbeitet mit zwei Scheren und soll täglich bis zu 600 Reben bearbeiten können. Mithilfe sechs eingebauter Kameras kann das Gerät laut Hersteller kranke von gesunden Trieben unterschieden. Preis: 28.000 Euro.

Roboter hüten Kühe

Ebenfalls in der Testphase befindet sich ein Robotersystem der Universität Sydney, das speziell für das Hüten und Treiben von Rindern auf der Weide konzipiert wurde. Der Roboter mit dem Namen "Rover" registriert per Kamera, Sensoren und GPS-Ortung den Standort einzelner Kühe und treibt sie bei Bedarf in die gewünschte Richtung. Noch muss der Einsatz des Gerätes regelmäßig überwacht werden. Zukünftige Versionen des Rover sollen aber komplett unabhängig arbeiten und auch in der Lage sein, Bodenproben zu nehmen oder regelmäßig Zäune und Tränken zu kontrollieren.

Roboterschwärme statt Großmaschinen

Drohne im Einsatz. Klick führt zu Großansicht im neuen Fenster.
Drohnen könnten zukünftig den Einsatz von Mini-Roboterschwärmen auf dem Feld kontrollieren. Foto: Pixabay.de/ki-kieh

Neben der Frage, was autonome Landmaschinen in der Landwirtschaft leisten können, beschäftigen sich viele Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler auch mit Visionen, wie man diese Maschinen optimal nutzt. Da die heutige Maschinen größenmäßig an ihre Grenzen stoßen, sei es durch Straßenverkehrsordnung oder übermäßige Bodenbelastung, geht man davon aus, dass zukünftig Schwärme aus vielen kleinen, leichten Robotern eingesetzt werden. Die einzelnen Mini-Roboter sollen permanent vorgegebene Flächenabschnitte bearbeiten und untereinander vernetzt sein, um eine ausreichende Schlagkraft sicherzustellen. Zusätzlich könnte der Einsatz durch Drohnen aus der Luft überwacht werden. Die benötigte Energie sollen Ladestationen am Feldrand liefern, die bei niedrigem Akkustatus selbstständig von den Robotern angefahren wird.

In einem derzeit laufenden Forschungsprojekt des Bundesprogramms Ökologischer Landbau und andere Formen nachhaltiger Landwirtschaft (BÖLN) am Thünen-Institut in Braunschweig gehen die Forscherinnen und Forscher sogar noch einen Schritt weiter. In ihren Zukunftsszenarien könnten die Roboterschwärme sogar jede einzelne Pflanze im Bestand laufend auf ihren Gesundheitsstatus prüfen und auf eine ausreichende Versorgung mit Nährstoffen und Wasser kontrollieren. Das wäre eine Art weiterentwickeltes Precision Farming, das sich an den Bedürfnissen der Einzelpflanzen orientiert.

Mehr Vielfalt durch Spot farming?

Dieser Ansatz könnte laut BÖLN-Studie sogar die derzeitigen Anbausysteme im Ackerbau revolutionieren, bei dem man aus arbeitswirtschaftlichen Gründen vor allem auf mehr oder weniger großflächigen Anbau einer bestimmten Kultur setzt. Denn mithilfe der gesammelten Roboterdaten ließen sich auch kleinräumige Unterschiede auf dem Acker wie Senken mit Staunässe oder trockene Kuppen berücksichtigen. Das würde nach Meinung der Fachleute erlauben, mehrere unterschiedliche Kulturen auf einem Schlag anzubauen. Dieses sogenannte Spot Farming würde nicht nur die Artenvielfalt erhöhen, sondern böte auch Einsparpotentiale bei Düngung und Pflanzenschutz.

Bis die zurzeit getesteten Robotersysteme wirklich marktreif sind und im größeren Maßstab eingesetzt werden können, wird es nach Einschätzungen von Fachleuten aber noch bis zu zehn Jahre dauern. Am weitesten ist die Entwicklung bei selbstfahrenden Traktoren, da hier auf Technik aus der Automobilindustrie zurückgegriffen werden kann. Auch bei Sonderkulturen wie Obst oder Gemüse, die bei hohem Arbeitsbedarf hohe Deckungsbeiträge ermöglichen, geht die Entwicklung schneller voran als bei klassischen Ackerkulturen wie Getreide.

Noch viele offene Fragen

Doch bevor autonome Landmaschinen in der Breite eingesetzt werden können, müssen neben den technischen Herausforderungen noch viele weitere Probleme gelöst werden. Dazu gehören zum Beispiel eine sichere Energieversorgung der Maschinen auf dem Feld oder eine ausreichende Netzinfrastruktur, die derzeit noch in vielen Regionen fehlt.

Auch der rechtliche Rahmen ist in vielen Bereichen noch weitgehend unklar. Hier fehlt es vor allem an verbindlichen Vorgaben für einen sicheren Einsatz der neuen Technik. Schließlich ergeben sich durch den Einsatz autonomer Maschinen außerhalb geschlossener Werkshallen ganz neue rechtliche Fragen. So können Roboter Menschen und Tiere gefährden oder Unfälle auslösen, wenn sie aufgrund technischer Defekte das vorgesehene Feld verlassen.

Die Fachleute des BÖLN-Projektes gehen davon aus, dass es bei den Veränderungen durch den Einsatz autonomer Maschinen keine großen Unterschiede zwischen Ökolandbau und konventionelle Bewirtschaftung geben wird. Da aber der konventionelle Anbau tendenziell umweltfreundlicher wird, würden die Grenzen zwischen beiden Bewirtschaftungsformen wahrscheinlich weicher.


Letzte Aktualisierung: 05.10.2017