Elektronik

Autonomes Arbeiten: die aktuellen Neuheiten

Feldrobotik-Konzepte erleben einen Boom. Wir geben einen Überblick über die aktuellen Entwicklungen der Hersteller.

profi gibt eine Übersicht über autonom arbeitende Systeme.  (Bildquelle: Werkbilder)

John Deere

John Deere stellt einen neuen Prototypen aus dem öffentlich geförderten Projekt GridCON 2 vor, der vollelektrisch seine Arbeit verrichtet. Die Funktionsfähigkeit des Traktors mit batterie-elektrischem Antriebsstrang wurde nach Herstellerangaben im Feld erfolgreich getestet. Die Typenbezeichnung setzt sich wie folgt zusammen: Sustainable Energy Supply for Agricultural Machinery 2 (Sesam 2). Es ist ein Batteriemodul mit einer Gesamtkapazität von 1000 kWh installiert. So soll der Traktor — je nach Anwendungsgebiet — einen ganzen Arbeitstag ohne Aufladen arbeiten können. 500 kW gehen an den vollelektrischen Antriebsstrang.

Naïo Technologies

Der neue Orio von Naïo Technologies aus Frankreich ist ein elektrisch angetriebener, autonom fahrender Geräte­träger. Im Zwischenachsanbau kann er bis zu 600 kg schwere und bis zu 3 m breite Geräte heben. Batterien mit 20 oder 30 kWh Kapazität liefern bis zu zehn Stunden Strom. Die vier Radantriebsmotoren haben jeweils 3 kW Leistung. Naïo bietet den Orio mit drei verschiedenen Spurweiten von 1,80 bis 2,25 m an.

Combined Powers

Krone und Lemken haben die Konzeptstudie eines autonomen Traktors vorgestellt. Die Gemeinschaftsentwicklung legt den Fokus auf das Arbeitsergebnis der Anbaugeräte. Die als „verfahrenstechnische Einheit“, kurz VTE bezeichnete Maschine wird von einem MTU-Vierzylinder-Motor mit 230 PS angetrieben. Der Antriebsstrang ist diesel-elektrisch aufgebaut. Je ein Elektromotor versorgt Hinterachse, Vorderachse und Zapfwellenantrieb. Dieses Konzept soll in Zukunft auch andere Antriebsarten als den Dieselmotor zulassen.

Dahlia Robotics

Der nur 150 kg schwere Dahlia 3.3 entfernt Unkräuter in Zuckerrüben- oder Salatreihen. Als Hackwerkzeuge lassen sich schwenkende Messer oder Bohrer montieren. Ein Bildverarbeitungssystem erkennt die Unkräuter. Bedient und überwacht wird der Roboters per Smartphone-­App. Die Energie für die Elektronik und die elektrischen Antriebe liefern ein Solarmodul und ein Batteriespeicher, dessen Kapazität für acht Stunden Hack­arbeit ausreicht.

Elatec

Der E-Tract des französischen Start-ups Elatec ist ein elektrisch angetriebener Geräteträger für den Gemüseanbau. Sowohl im Heck als auch im Zwischenachsraum und in der Front lassen sich Standardgeräte der Kat. II anbauen. Per Android-App erfolgt die Bedienung. Die Universität in Bordeaux testet derzeit das Hacken in der Reihe.

Exot fürs Versuchswesen

Der SentiV Scouting Roboter des französischen Start-ups Meropy erspart Versuchstechnikern zeitaufwändige Bonituren. Der Roboter wiegt nur 15 kg und läuft wie auf Spinnenbeinen mit seinen zwei Stelzenrädern durch den Bestand.
Ausgestattet mit einer Multispektralkamera sammelt er Daten von den Pflanzen und vom Boden. Die gesammelten Daten werden von Algorithmen der künstlichen Intelligenz analysiert. Mit dem Analyse­system lassen sich laut Hersteller das Pflanzenwachstum sowie der Ernährungs- und Wasserbedarf der Pflanzen überwachen. Außerdem kann die Bildverarbeitung Unkräuter, Krankheiten und Schädlinge identifizieren.

Laser gegen Unkraut

Laserstrahlen können Unkräuter ab­­töten. Jedoch wäre der Energieverbrauch für eine flächige Behandlung sehr hoch. Deswegen ist eine effiziente Unkrauterkennung nötig. Die Universität Kopenhagen untersucht im Rahmen des europäischen Innovationsprojekts WeLaser, wie energiereich der Laserstrahl sein muss, um Unkräuter zum Absterben zu bringen. An dem Projekt beteiligt ist unter anderem auch das Laser Zentrum Hannover.
Das Start-up Earth Rover mit Sitz in ­Spanien und Großbritannien stellte während der Fira 2021 den Prototyp seines neuen Roboters Claws vor. Dieser nutzt gepulstes, konzentriertes Licht, um Unkräuter zu vernichten. Im Vergleich zu Dauerstrichlaser-Licht soll der Einsatz des Pulslasers bei der Unkrautbekämpfung sicherer für den Anwender, zuverlässiger und kostengünstiger sein. Mit einer Stereokamera findet der Roboter Unkräuter und kann diese sehr schnell mit den Licht­strahlen zerstören. Laut Hersteller soll die Bekämp­fung von rund 20 Unkräutern pro Sekunde möglich sein.
Bei dem System Lumina vom Start-up WeedBot aus Lettland unterscheidet ein Bilderkennungssystem zwischen Möhren und Unkräutern. Hochleistungslaserstrahlen zerstören während der Überfahrt nur die Unkräuter und nicht die Möhren. Dafür braucht das 6 m breite Traktoranbaugerät rund 12 kW elektrische Leistung. Lumina ist also kein autonom fahrender Roboter. WeedBot wird den Laser-Unkrautbekämpfer Lumina zur Miete anbieten. Im Jahr 2022 sollen erste Geräte in Deutschland einsatzbereit sein.

Sitia

Das 1986 gegründete Ingenieurbüro Sitia mit Sitz in Frankreich entwickelt Sondermaschinen unter anderem im Bereich Automatisierung. Der autonom fahrende Trektor ist ein universell einsetzbarer Geräteträger für Baumzucht, Ackerbau und Weinbau. Die Spurweite und die Bodenfreiheit des Trektors lassen sich anpassen. Im Heck und im Anbauraum zwischen den Rädern können 750 kg schwere Standardgeräte der Kat. II angebaut werden. Auch der Einsatz von elek­trisch oder hydraulisch angetriebenen Geräten ist möglich. Für den Antrieb ist der Trektor mit einem 18-kW-Elektromotor und einem ­Dieselgenerator ausgestattet.

Korechi Innovations

Der Roamio-HCT von Korechi Innovations aus Kanada wiegt 450 kg und kann bis zu 300 kg schwere Anbau­geräte heben oder 6 t ziehen. Seine Spurweite ist anpassbar, und er fährt angetrieben von einem 10-kW-Elek­tromotor bis zu 8,5 km/h schnell. Die RTK-gelenkte Roboterplattform eignet sich somit für verschiedene Arbeiten wie Saatbettbereitung, Aussaat, mechanische Unkrautbekämpfung oder auch Transport­arbeiten. Einsatzschwerpunkt ist das Gemüsefeld. Bestückt mit Sensoren erkennt der Roamio-HCT Hindernisse. Die Energie für die Antriebe liefert eine Lithium-Ionen-­Batterie mit 20 bis 40 kWh Kapazität. Zur Erhöhung der Reichweite ist der Roboter mit einem Dieselgenerator ausrüstbar.

Pixelfarm Robotics

Die zehn Roboterarme des Robot One sind in der Höhe und im Abstand zueinander individuell einstellbar. Es lassen sich daher verschiedene Reihenweiten gleichzeitig realisieren. So kann der Roboter in einem Durchgang verschiedene Kulturen mit unterschiedlichen Werkzeugen pflegen.
Mit Hilfe von 3D-Kameras erkennt der Unkrautroboter Robot One die Pflanzen. Über die cloud­basierte Plattform Pixelfarming Academy lässt sich die Bild­verarbeitung des Robot One trainieren. Das niederländische Start-up Pixelfarm Robotics hat den solarbetriebenen, knapp 2 t schweren Roboter mit vier lenkbaren Rädern entwickelt. Erste Praktiker haben den Robot One in Möhren, gemischtem Gemüse, grünen Bohnen und Lupinen eingesetzt. Die Markteinführung steht laut Hersteller unmittelbar bevor. Derzeit werden Pilotkunden gesucht.

Nexus Robotics

Der Prototyp des Nexus La Chèvre aus Kanada zupft mit drei Armen Unkräuter. Laut Hersteller fassen die Zangen sehr präzise nur Unkrautpflanzen, ohne dabei die Kulturen zu beschädigen, selbst wenn diese dicht beieinander wachsen. Das System nutzt Kameras und ein neurales Netzwerk, um zwischen Unkräutern und ­Kulturpflanzen zu unterscheiden. Einsetzbar ist der La Chèvre in Salat, Zwiebeln und Möhren.
Während der Arbeit sammelt der Roboter auch wertvolle Daten, die der Landwirt für weitere ackerbauliche Maßnahmen nutzen kann. Das Kamerasystem erkennt z.  B. Krankheiten und Schädlinge. In Europa ist dieser Roboter derzeit noch nicht ver­fügbar.

AgXeed

Nach der Einführung der Raupenversion 5.115T2 und des Dreirad-Schmalspur-Roboters 2.055W3 bringt AgXeed nun einen autonom fahrenden Vierrad-Traktor mit Hinterradantrieb auf den Markt, den 2.055W4. Sein 55 kW Viertakt-Dieselmotor ist mit einem Generator verbunden, der die Hinterräder, die Zapfwelle und den Hochspannungsanschluss mit Elektrizität versorgt.
Auch dieses Modell verfügt über einen Kat. II-Frontkraft­heber mit 1,5 t Hubkraft und einen Kat. III-Heckkraftheber mit 4 t Hubkraft. Bis zu drei proportionale dw-Steuerventile, Loadsensing und ein ISO-Bus-Anschluss runden die Liste der Optionen ab.
Es gibt die Maschine in Spurbreiten von 1,50 m bis zu 3 m. Die Bereifung beginnt bei 270 mm und reicht bis zu 710 mm. Das Gesamtleergewicht beträgt 3,2 t.

Farming Revolution

Der Zuckerproduzent Pfeifer & Langen engagiert sich in einem gemeinsamen Projekt mit dem Start-up farming revolution, den Hackroboter Farming GT zur Praxisreife weiterzuentwickeln.
Bei einem Presse-Praxis-Treff führte farming revolution die aktuelle Version des Farming GT vor. Zwischen jungen Rübenpflanzen zog der autonom fahrende Roboter seine Bahnen und hackte Unkräuter sowohl zwischen als auch in den Reihen. An dem Geräteträger lassen sich Spur- und Reihenweite verstellen, und im Zwischenachsbereich können drei- oder sechsreihige Hacken angebaut werden.
Der autonome Roboter verfügt über GPS, orientiert sich aber nach dem Einmessen der Parzellen an der Reihenzahl und sieht mit einer Kamera die Reihen. Die Multispektralkamera erkennt die Rübenreihen und unterscheidet auch zwischen Rübenpflanzen und Unkräutern. Landwirte und Lohnunternehmer können den Hackroboter mieten.

Best Field Robot Concept 2021

Im Rahmen der internationalen Agrar­roboter-Tagung Fira 2021 ver­gaben die Organisatoren und das Magazin Future Farming den Award für die besten Feldroboter-Konzepte. In der Kategorie der spezialisierten Agrarroboter erhielt Vermeer aus Iowa (USA) den ersten Preis für seinen autonomen Ballensammler Bale Hawk. Dieser findet mit Hilfe von Sensoren selbstständig Rundballen. Der Bale Hawk nimmt sie auf und bringt sie zu einem vorbestimmten Sammelplatz.
Der Award in der Kategorie „Mehrzweckroboter“ ging an Horsch. Das Roboter-Konzept des Landmaschinen­­her­stellers nutzt ein autonom fahrendes Zugfahrzeug mit 400 PS, Raupenlaufwerk und stufenlosem Getriebe. In der Kategorie Ernte­roboter zeichnete die Jury aus internationalen Experten den Obst-Ernteroboter Eve aus, den das australische Start-up-Unternehmen Ripe Robotics entwickelt hat. Der Roboter findet reife Früchte wie Äpfel, Pflaumen oder Orangen und pflückt diese mit einem weichen Saugrüssel.
Die nächste Fira findet statt vom 6. bis 8. Dezember 2022 im französischen Toulouse und online.

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