Feldroboter
BeitragBeitrag
Die Drohne sichtet, der Roboter vernichtet - das Unkraut.
Duo räumt den Acker auf
Projekt "Flourish" erforscht Hightech-Landwirtschaft
Auf den Zentimeter genau spürt ein Roboter auf einem Schweizer Zuckerrübenfeld in der Nähe von Eschikon junge Unkrauttriebe auf. Und macht sie unschädlich.
Je nach Größe der Triebe zerdrückt er sie mit kleinen hydraulischen Metallstempeln oder besprüht sie punktgenau mit Pestiziden. Auf die Spur der Unkräuter hat ihn seine Arbeitskollegin gebracht - eine Flugdrohne, die hoch über dem Feld schwebt.

Drohne und Roboter gehören zum Forschungsprojekt Flourish, das Forscher der ETH Zürich zusammen mit Kollegen aus Deutschland, Frankreich und Italien initiiert haben. "Ziel ist es, ein autonom arbeitendes, präzises, multifunktionales System für die Landwirtschaft der Zukunft zu entwickeln", sagt Frank Liebisch, Projektleiter von der ETH. Flourish könnte die Landwirtschaft künftig also gründlich umkrempeln.

Hochpräzise mit modernster Sensortechnik
Die Drohne liefert die Daten.
Die Drohne liefert die Daten.
Das fliegende Auge des Flourish-Duos ist eine mit viel Sensor-Technik bestückte Drohne. Aus Flughöhen zwischen 10 und 100 Metern überfliegt sie Anbauflächen und sammelt Daten über Wachstum und Gesundheitszustand der Nutzpflanzen. Multispektral- und bildgebende Kameras erheben Daten über Chlorophyll-Gehalt, Bedeckungsgrad oder Biomasse-Ertrag. Was für den Bauern besonders interessant ist: Die Drohne kann auch zwischen Nutzpflanze und Unkraut unterscheiden und so feststellen, wo Unkraut bekämpft werden muss.

Diese Daten sendet die Drohne an den Feldroboter. Auch er verfügt über jede Menge Sensor-Technik. Mit deren Hilfe fährt er aufs Feld in Richtung Zielobjekt. An seiner Unterseite sind zusätzliche Kameras platziert. Hat er das Unkraut damit zweifelsfrei identifiziert, kennt er keine Gnade: Kleine Triebe vernichtet er mit hydraulischen Metallstempeln, größere mit Pestiziden. So sollen dank Flourish sehr viel weniger Pestizide zum Einsatz kommen als in der herkömmlichen Landwirtschaft.

Dasselbe Ziel verfolgen die Forscher auch beim Einsatz von Düngemitteln: so wenig wie möglich, so viel wie nötig. Der Düngemittel-Bedarf variiere auf den Feldern stark, sagt Projektleiter Liebisch. "Mit unserer kleinen Drohne können wir das sehr schnell herausfinden und später auf jedem Quadratmeter nur so viel Dünger ausbringen wie man wirklich braucht."

Einsatzbereiche zeichnen sich schon ab
Auf dem Zuckerrübenfeld in Eschikon erproben die Forscher den Einsatz des Flourish-Duos und entwickeln es weiter. Noch nicht alles läuft optimal. Außerdem kennen sich Drohne und Roboter momentan nur mit Zuckerrüben aus. Künftig sollen sie aber auch andere Nutzpflanzen pflegen können. Um sie mit den dafür nötigen Sensoren ausstatten und ihre Computer entsprechend programmieren zu können, sammeln die Forscher derzeit nebenan auf der Feldphänotypisierungsanlage der ETH Daten von Mais-, Soja, Gerste- und Weizenfeldern.

Bis das erste Flourish-Duo im Einsatz ist, wird es also noch eine Weile dauern. Frank Liebisch hat aber schon eine Idee wo: In der Bio-Landwirtschaft. Denn weil Bio-Bauern nur mit wenigen Herbiziden arbeiten dürfen, ist die Unkrautbekämpfung besonders aufwändig. Liebisch: "Mit einem Roboter, der präzise Kulturpflanze und Unkraut unterscheiden kann und diese auch selektiv bearbeitet, kann man deren Arbeit erheblich erleichtern." Die Biobauern als Pioniere der Hightech-Landwirtschaft? Ob es so kommt, wird sich zeigen.

Feldphänotypisierungsanlage
Die Feldphänotypisierungsanlage der ETH Zürich in der Nähe von Eschikon (ZH) ist in etwa so groß wie anderthalb Fußballfelder. Das Feld ist in sechs kleine Felder unterteilt, auf denen je eine Kulturpflanzenart wächst. Über ihnen schwebt eine Vielzahl von Kameras und Sensoren. Sie hängen an einem Seilsystem, das über vier 24 Meter hohe Metallmasten aufgespannt worden ist. Damit können die Forscher die Nutzpflanzen permanent beobachten und vermessen. Beispielsweise untersuchen sie wie die Kulturpflanzen auf Temperaturschwankungen, Düngemittel oder Schädlingsbefall reagieren.

Drohnen in der Landwirtschaft
Feld-Versuch
In den USA sind Drohnen in der Landwirtschaft schon gängig. In Deutschland gibt es erste Feldversuche mit den unbemannten kleinen Fluggeräten.