Gut zu wissen
- Roboter zum Hacken und Säen von Reihenkulturen sind marktverfügbar.
- Mit Hilfe von Bildanalysen können manche Roboter Unkräuter erkennen.
- Ihren Weg finden sie in der Regel mit einem RTK-Lenksystem.
- Auch Fütterungsroboter wurden bereits vorgestellt, die selbstständig vom Feld oder aus dem Silo Futter holen.
Etliche Start-up-Unternehmen haben Agrarroboter in der Pipeline. Manche befinden sich als Einzelstücke zwar erst im Prototypenstadium, andere sind bereits als Kleinserie im Einsatz. So zum Beispiel der Sä- und Hackroboter Farmdroid FD20 aus Dänemark oder der Hackroboter Dino von der französischen Firma Naïo Technologies.
Roboter schon verfügbar
Auch wenn sich viele vielleicht noch nicht vorstellen können, dass autonom arbeitende Feldroboter zukünftig den mit einem Fahrer besetzten Traktor ablösen könnten: Es tut sich was. Voraussichtlich schon in den Jahren 2021 oder 2022 werden neben dem Dino und dem Farmdroid weitere Systeme marktverfügbar sein. Dies kündigten verschiedene Hersteller auf dem internationalen Forum für Agrarroboter (Fira) im Dezember 2020 an. Mit von der Partie waren dort unter anderem Agrointelli aus Dänemark, Ecorobotix aus der Schweiz, Agreenculture, Naïo, Sitia und Tibot aus Frankreich, PixelFarming Robotics aus den Niederlanden, Weedbot aus Lettland, SwarmFarm Robotics aus Australien, Nexus Robotics aus Kanada und Ztractor aus den USA.
Erste Agritechnica-Medaillen
Für den Dino bekam Naïo auf der Agritechnica 2019 eine Silbermedaille. Der 800 kg schwere Roboter auf vier elektrisch angetriebenen Rädern ist ein Werkzeugträger. Mit Hilfe von RTK-GNSS kann er mit Hackmessern präzise hacken. Laut Naïo wurden schon mehr als 20 Dinos weltweit verkauft.
Vielen mag vielleicht noch der kleine, vierrädrige, damals nur 50 kg schwere Sä-Roboter für Mais in Erinnerung sein, für den Fendt schon auf der Agritechnica 2017 ebenfalls eine Silbermedaille erhielt. Wirklich marktreif war dieser zu dem Zeitpunkt noch nicht. Inzwischen hat Fendt den Prototyp aus dem Forschungsprojekt MARS (Mobile Agricultural Robot Swarms) weiterentwickelt.
Der neue Säroboter Fendt Xaver fährt nun auf drei größeren Rädern. Das einzelne Hinterrad ist elektrisch angetrieben und lenkbar. Außerdem übernimmt es die Rückverfestigung der Saatreihe. Voll ballastiert wiegt der Roboter jetzt 250 kg. Den Saatguttank hat Fendt auf 20 l erweitert. Das ist ausreichend für rund einen halben Hektar bei einer Aussaatstärke von 90 000 Körner pro Hektar. Die Flächenleistung eines Schwarms mit sechs Särobotern liegt bei rund 3 ha/h (inklusive Ladezeiten bei rund 2 ha/h).
Feldroboter mit E-Antrieb
Die Energie für die Antriebe und die Elektronik entnimmt der Fendt Xaver wie die meisten Feldroboter dieser Größenordnung aus einer Lithium-Ionen-Batterie. Per Satellitennavigation mit RTK-genauer Spurführung finden die Roboter ihren vorgeplanten Weg auf dem Acker.
Auch der FarmDroid FD20 ist ein Feldroboter, der säen und sowohl zwischen als auch in den Reihen hacken kann (profi 12/2020). Da er mit einem Akku und zusätzlichen Photovoltaikmodulen ausgestattet ist, muss er zum Laden der Batterie keine Ladestation anfahren. Der Roboter hackt mit schwenkenden Hackmessern auch Unkraut in den Reihen.
Rund 75 000 Euro ohne Mehrwertsteuer kostet dieser sechsreihig arbeitende Roboter. Die auf den ersten Blick recht hohen Anschaffungskosten können sich z. B. für Biobetriebe schnell rechnen, weil sie ohne Roboter bei der mechanischen Unkrautbekämpfung meistens auf viele Handarbeitsstunden angewiesen sind.
Präzision durch Bildverarbeitung
Der ebenfalls Solar-betriebene Avo von Ecorobotix hingegen sprüht mit hoher Präzision Herbizide auf Unkrautpflanzen. Dazu sind an einem 2 m breiten Spritzbalken Düsen mit 4 cm Abstand montiert. Diese können mit einem Spritzkegel von nur 1 cm Durchmesser das Spritzmittel punktgenau ausbringen. Mittels Bildverarbeitung und künstlicher Intelligenz unterscheidet der Roboter zwischen Unkräutern und Kulturpflanzen. Durch das selektive Sprühen sollen sich laut Hersteller 60 bis 80 % der sonst üblichen Spritzmittel einsparen lassen.
Auch das aus Lettland stammende Start-up-Unternehmen WeedBot nutzt die Bildanalyse, um Unkräuter zu erkennen. Ein Laser vernichtet diese dann sofort während der Überfahrt mit einem Roboter oder auch mit einem traktorgezogenen Gerät, und das schnell und punktgenau.
Roboter für Standardgeräte
Einen etwas anderen Weg gehen die Firmen Agrointelli aus Dänemark, AgXeed aus den Niederlanden, Agreenculture und Sitia aus Frankreich sowie SwarmFarm aus Australien oder Ztractor aus den USA. Sie haben Traktoren bzw. Geräteträger ohne Fahrerkabine entwickelt, die mit einem Drei-Punkt-Hubwerk und einem Zapfwellenantrieb ausgestattet sind. Es lassen sich Standardgeräte an die fahrerlosen Roboter anbauen.
Der Robotti 150 D von Agrointelli ist mit zwei 75-PS-Dieselmotoren ausgestattet, einer für den Fahrantrieb und einer für den Betrieb von Zapfwelle und Hydraulik. Per Geo-Fencing verhindert Agrointelli, dass der Roboter das Feld verlässt, auf dem er mit RTK-Genauigkeit für die Saatbettbereitung, die Aussaat oder die mechanische Unkrautbekämpfung autonom unterwegs ist. Außerdem scannt ein Lidar-Sensor die Umgebung. Erkennt der Scanner ein Hindernis, stoppt der Roboter sofort.
Auch der AgBot von AgXeed bezieht seine Energie aus einem Dieselmotor. Ein Vierzylinder von Deutz mit 156 PS treibt hier einen Generator an, der die elektrische Energie für den Fahrantrieb, die Zapfwelle, den Lüfter usw. liefert. Der Roboter mit Raupenfahrwerk kann im Heck und in der Front Anbaugeräte der Kategorie 3 oder 2 aufnehmen. Je nach Anbaugerät reicht die Leistung des AgBots für bis zu 6 m Arbeitsbreite. Der Start der Vorserie ist laut Hersteller für das Jahr 2021 in Deutschland, den Niederlanden, Frankreich und Großbritannien geplant. Der Verkaufspreis soll bei rund 250 000 Euro ohne MwSt. liegen.
Auch der SwarmBot ist für den großflächigen Ackerbau gedacht. SwarmFarm Robotics hat ihn als Trägerplattform für diverse Geräte entwickelt. Laut Hersteller ist der mit einem Dieselmotor ausgestattete Roboter marktverfügbar und hat in den letzten vier Jahren bereits rund 81 000 ha in Australien gemäht, gehackt und gespritzt.
Der Ceol von Agreenculture, der Trektor von Sitia und der Bearcub 24 von Ztractor ersetzen hingegen kleinere Schmalspurtraktoren für den Obst-, Wein- oder Gemüsebau. Der Ceol und der Bearcub 24 sind wie der AgBot mit Raupenfahrwerken ausgestattet, jedoch sind sie nur für den Anbau kleinerer Geräte der Kategorien 0 und 1 geeignet.
Währenddessen fährt der gut 2,9 t schwere Trektor auf vier Rädern. Seine Spurweite ist anpassbar, und es lassen sich Geräte der Kategorie 2 im Zwischenachsanbau oder im Heck ankoppeln.
Die Liste der für den Obst- und Weinbau oder auch für den Feldanbau geeigneten Roboter ließe sich noch erweitern. Eine Marktübersicht der aktuell verfügbaren Roboter hat die Zeitschrift Future Farming herausgegeben. Sie finden diese Auflistung im Internet unter misset.com/field-robots/ bzw. futurefarming.com.
Roboter im Stall
Was in der Außenwirtschaft weitgehend noch Zukunftsmusik ist, ist im Milchviehstall auf vielen Betrieben schon Alltag. Den ersten Melkroboter stellte Lely vor fast dreißig Jahren im Jahr 1992 vor. Inzwischen hat Lely weltweit mehrere Zehntausend Melkroboter verkauft. Und in Deutschland ist jede zweite neu installierte Melkanlage ein Robotersystem, Tendenz steigend. Vorteil: Der Melkroboter unterstützt vor allem Familienbetriebe bei der Tagesarbeit. Außerdem lassen sich mit Hilfe des Systems Informationen zur Tiergesundheit, für die Brunstkontrolle und die Zucht sammeln.
Genauso gibt es schon seit Längerem Roboter für den Stall, die Futter oder Einstreu verteilen oder Spaltenböden reinigen. Im Vergleich dazu sind autonom fahrende Futtermisch- und Grasschnittwagen bisher nur eine Vision mit wenigen Prototypen bei einigen Testkunden.
Selbstfahrer holen Futter ohne Fahrer
So fährt z. B. der Ladewagen Lely Exos autonom auf das bis zu 1,5 km entfernte Grünland, schneidet dort Gras und bringt es zu den Kühen in den Stall, wo er es automatisch verteilt. Die Markteinführung erfolgt laut Hersteller frühestens 2023.
Ebenfalls einen autonomen Selbstfahrer stellte Strautmann bereits auf der Agritechnica 2017 mit dem Verti-Q vor. Mit Hilfe hochgenauer Satellitennavigation fährt er zentimetergenau über den Hof zu den Siloanlagen, holt dort die verschiedenen Futterkomponenten, mischt sie und bringt das Futter in den Stall, wo er es ebenfalls selbstständig verteilt.
Ein um die eigene Achse rotierender 2D-Laserscanner erfasst die Umgebung. Aus den dreidimensionalen Daten berechnet die Elektronik die beste Position für den Anschnitt am Silo.
Zur EuroTier 2021 neu vorgestellt hat Sieplo den Fütterungsroboter Feedr. Er fährt autonom zu den Futterladestationen, mischt das Raufutter zu einer homogenen Mischung und teilt das Futter den Tieren in den Ställen auf 200 g genau zu — und das mehrmals am Tag. Über den zentralen Computer oder die Feedr-App kann der Tierhalter die Futterrationen und Anzahl der Tiere anpassen. Der Feedr ist elektrisch angetrieben, und RFID-Transponder im Boden leiten den Weg.
Roboter im Hühnerstall
Einen Roboter für den Hühnerstall hat die Firma Tibot entwickelt. Der nur 12 kg schwere Spoutnic fährt kreuz und quer durch den Stall. Dabei scheucht er die Hühner auf und verhindert so, dass diese am Boden nisten und dort ihre Eier ablegen. Gleichzeitig stimuliert der Roboter so die Paarungsaktivität und damit das natürliche Verhalten der Hühner. Das wiederum reduziert gegenseitiges Hacken.
Was uns sonst noch auffiel:
- Alle Feldroboter sind zur Sicherheit mit einem Notaus und Sensoren zur Hinderniserkennung ausgestattet.
- Die Routen werden in der Regel vorgeplant und mit hochgenauem RTK-GNSS abgefahren.
- Die Bedienung erfolgt aus der Ferne, z. B. mit einer Smartphone-App. Der Roboter sendet Statusmeldungen und Alarme.
- Bestückt mit Kamerasystemen können Feldroboter während der Überfahrt Daten über den Bestand sammeln.
- Rechtlich ist das fahrerlose Arbeiten auf dem Feld noch eine Grauzone.
Fira — Internationales Forum für Agrarroboter
Das fünfte internationale Forum für Agrarroboter (Fira) im Dezember 2020 war eine reine Online-Veranstaltung. Normalerweise hätte sie wie die Jahre zuvor in Toulouse (Frankreich) stattgefunden. Doch dies wirkte sich nicht negativ auf das Gelingen der Veranstaltung aus. Innerhalb von drei Tagen besuchten rund 1 500 Teilnehmer aus über 70 Ländern die Plattform mit Konferenzräumen, Ausstellungsarealen und Robotervorführungen, darunter 30 % Landwirte und Hersteller. Im Jahr zuvor waren nur halb so viele Personen anwesend, und auch der Anteil an Landwirten und Herstellern war mit nur 15 % deutlich geringer.
Die nächste Fira findet vom 7. bis 9. Dezember 2021 als Online- und als Präsenzveranstalung statt. Bis Juni 2021 ist es zudem noch möglich, die aufgezeichneten Vorträge und Vorführungen von der Fira 2020 anzuschauen und anzuhören.
fira-agtech.de
Fazit
Felöd- und Stallroboter sind Helfer, die mühevolle, zeit- und kostenintensive Handarbeit übernehmen. Melkroboter sind ein Beispiel dafür, dass sich autonome Systeme in der Praxis etablieren können.
Auf dem Feld arbeitende Roboter haben außerdem im Vergleich zu dieselbetriebenen, schweren Standardtraktoren verschiedene ökologische Vorteile: Deutlich kleiner und leichter verursachen sie weniger Bodendruck. Sind sie zudem elektrisch angetrieben, erzeugen sie keine Geräusche und keine Emissionen. Interessant ist ihr Einsatz auch deswegen, weil sie mit moderner Technik sehr präzise arbeiten und zusätzliche Informationen sammeln können. Arbeiten kleine Roboter im Schwarm zusammen, so können viele kleine Einheiten eine ähnliche Flächenleistung erzielen wie eine große Einheit.
