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Roboter hilft beim Erhalt von Streuobstwiesen

Ein Projekt der Uni Hohenheim soll einen Beitrag zur Pflege von Streuobstwiesen leisten. Ein autonomer Roboter hilft beim Schnitt von Obstbäumen.

Pflege durch Roboter von Streuobstwiesen

Mit Hilfe des Knickarms wird der Hochentaster in die richtige Schnittposition gefahren. (Bildquelle: Universität Hohenheim / Emilie Jung)

Unterstützung bei dem Erhalt von Streuobstwiesen will ein Projekt der Universität Hohenheim in Stuttgart mit Hilfe künstlicher Intelligenz leisten. Dr. David Reiser vom Institut für Agrartechnik beschäftigt sich mit der Entwicklung eines autonomen Roboters, der in Zukunft den Baumschnitt weitgehend selbstständig übernehmen soll.
(Quelle: profi)

Regelmäßiger Schnitt erhält Bäume lange gesund

Gesunde, stabile und langlebige Kronen können sich nur mit einem regelmäßigen Schnitt ausbilden. Er trägt entscheidend zur Lebensdauer und Ertragsfähigkeit der Bäume bei. Doch gerade hier zeigen sich oft große Defizite: Rund 80 % der Bäume werden laut Universität Hohenheim gar nicht geschnitten. Während heute verschiedene landwirtschaftliche Maschinen wie Baumschüttler und Lesemaschinen bei der Ernte und dem Auflesen der Früchte gute Dienste leisten, muss der für den Erhalt der Bäume so wichtige Baumschnitt immer noch von Hand durchgeführt werden.
Streuobst hat, hauptsächlich in verarbeiteter Form, durchaus auch eine wirtschaftliche Bedeutung: Für den wichtigsten Produktionszweig, die Apfelsaftproduktion, liefern die Streuobstbestände in Deutschland je nach Erntejahr zwischen 500.000 und etwas über einer Million Tonnen Äpfel.

Autonome Pflege für Obstbäume

Abhilfe soll hier ein autonomer Roboter schaffen, den der Hohenheimer Agrartechniker Dr. David Reiser zusammen mit dem Doktoranden Jonas Straub und der wissenschaftlichen Hilfskraft Jonas Boysen im Fachgebiet für Verfahrenstechnik in der Pflanzenproduktion entwickelt.
Auf einen bereits existierenden fahrbaren Prototypen haben die drei Wissenschaftler einen zusätzlichen Roboter-Arm montiert, wie er auch in industriellen Produktionsstraßen eingesetzt wird. Dieser Knickarm- oder auch Gelenkarmroboter ist in alle Richtungen frei beweglich, so dass damit jeder beliebige Punkt in seiner Reichweite angesteuert werden kann. Der Arm ist zudem laut Projektverantwortlichen mit speziellen Sensoren ausgestattet, die bei der Navigation und dem Erkennen der Bäume helfen: „Während der Roboter um den Baum herumfährt, erfassen wir über einen so genannten LiDAR-Scanner dessen dreidimensionale Struktur. Ähnlich wie beim Radar tastet dabei ein Laser die Umgebung ab und misst den Abstand zu den Objekten. Aus vielen einzelnen Abstandsmessungen entsteht dann im Computer eine Punktwolke, die die dreidimensionale Struktur des Baumes abbildet“, erklärt Dr. Reiser die Funktionsweise
Mit Hilfe des Knickarms wird auch der Hochentaster in die richtige Schnittposition gefahren. Je nach Baumart und dem erwünschten Ziel gibt es sehr unterschiedliche Schnittweisen. So soll manchmal beispielsweise ein durchgehender Hauptstamm stehen bleiben, bei dem dann die Verzweigungen gekürzt werden müssen. In anderen Fällen muss der Hauptstamm gekürzt werden, um eine lichte Krone mit vielen Verzweigungen zu bekommen. Der Nutzer soll später die Möglichkeit haben, zwischen verschiedenen Möglichkeiten auszuwählen. Noch muss der Roboter von Hand zu den einzelnen Bäumen und Schnittstellen gesteuert werden. Langfristiges Ziel ist jedoch, den Roboter völlig autonom auf einer Streuobstwiese arbeiten zu lassen und Äste bis zu einer Höhe von sieben Meter zurückzuschneiden. „Eine besondere Herausforderung liegt in der hohen Variabilität der Streuobstwiesen“, erklärt Dr. Reiser. „Um dort autonom arbeitende Roboter einsetzen zu können, ist noch viel innovative Entwicklungsarbeit erforderlich.“

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