Bild: Deepfield Robotics
Auf Pestizide verzichten und mehr ernten - Deepfield Robotics hat einen Agrarroboter konstruiert, der Unkraut schnell und ohne Gift beseitigen kann. Dafür wurde das Start-up, das eng mit dem Bosch-Forschungscampus in Renningen verbunden ist, mit dem euRobotics Technology Transfer Award und dem Deutschen Innovationspreis Gartenbau ausgezeichnet.
Sensorik und Bildverarbeitung in der Pflanzenzucht
Etwa um drei Prozent müssen die Erträge weltweit in der Landwirtschaft pro Jahr zunehmen, um mit dem Bevölkerungswachstum mitzuhalten, so Prof. Dr. Amos Albert, Geschäftsführer von Deepfield Robotics. Albert hatte die Idee, den Ertrag auf dem Feld zu steigern, indem Roboter den Prozess der Saatzucht automatisieren, objektivieren und damit verbessern.
Heute untersuchen und analysieren die Saatzüchter in oft akribischer Handarbeit tausende Gewächse: Blattgröße und -farbe, Wuchsform, Insektenbefall oder den Fruchtertrag. Auf Basis dieser Untersuchungsergebnisse entscheiden sie dann, mit welchen Pflanzen sie weiterarbeiten möchten. Diese sogenannte Bonitur ist Namensgeber für den "Bonirob"-Roboter. Der Agrarroboter hilft hier mit automatischer Bilderkennung. "Algorithmen werten die von Scannern erfassten und Kameras aufgenommenen Fotos aus. Die automatisierte Analyse spart viel Zeit und Mühe", sagt Albert.
Der Roboter kann Unkraut von Nutzpflanzen unterscheiden und legt bei der Fahrt über die Felder eine Karte an, auf der die Position jeder Pflanze genau aufgezeichnet ist. "Jede Pflanze erhält eine eigene Erfassung, ähnlich wie eine Patientenakte", erklärt der Geschäftsführer, "auf diese Weise werden die aus den Feldversuchen erhobenen Merkmale, wie die Anzahl der Blätter und die Blattfläche, für jede individuelle Pflanze gespeichert." Mit diesen Informationen kann der Saatguthersteller seine Prozesse verbessern und der Landwirt erhält die höchste auf Standortfaktoren optimierte Saatgutqualität.
Intelligente Unkrautvernichtung
Ist die Aufgabe der Pflanzenklassifikation gelöst, entfernt der Roboter das Unkraut umweltschonend, indem er es wenige Zentimeter in den Boden drückt. So werden chemische Pflanzenschutzmittel eingespart. Die Entwicklung des Roboters dauerte sechs Jahre, dieser entstand ursprünglich in einem Forschungsverbund von Bosch, dem Landmaschinenhersteller Amazone und der Hochschule Osnabrück. "Wir entwickeln den Agrarroboter seit anderthalb Jahren kontinuierlich bei Deepfield Robotics weiter. Dabei nutzen wir unser Wissen in Sensorik, Algorithmik und Bilderkennung", weiß Albert, der seit 13 Jahren bei Bosch tätig ist.
Qualitätsgewinn durch Technologievorsprung
Was früher Menschen in mühsamer Arbeit auf dem Feld gemacht haben, soll der Agrarroboter schneller und genauer erledigen können. Weiterentwickelte Modelle haben zusätzlich ein Temperatur- und Bodenmessgerät, das die Daten zur Beschaffenheit der Felder per Cloud Computing an das Smartphone oder Tablet des Landwirtes weitergibt. Das ist unter anderem wichtig, um Bewertungen für Größe, Blattfläche und Prognosen für den Ertrag abgeben zu können.
Diese Daten werden mit Wettervorhersagen zusammengeführt und Handlungsempfehlungen ausgesprochen. Auf diese Weise kann der Landwirt zu jedem Zeitpunkt sehen, welche Schritte er unternehmen muss. Vernetzte Sensoren sammeln Informationen über ihre Umwelt, eine Software wertet sie aus und macht damit neue Services möglich - vom Pflanzenzüchter bis hin zum Pflanzenanbau.
Kreative Köpfe erweitern Produktpalette
Der Bosch-Forschungscampus wurde 2015 eröffnet, damit Forscher und Fachkräfte zueinander finden und Ideen verwirklichen, um die Bosch-Produktpalette zu erweitern. Sehr eng verbunden mit dem Campus ist die Bosch Start-up GmbH, eine hundertprozentige Bosch-Tochter, die aber eine eigenständige Rechtseinheit ist. Diese Plattform stellt "Shared-services" zur Verfügung, wo sich Unternehmer beispielsweise an einer gemeinsamen Rechts- oder Marketingabteilung bedienen können. So entstehen neue innovative Kleinunternehmen, die keine typischen Bosch-Produkte herstellen, so auch Deepfield Robotics.
"Die Risikobereitschaft ist in den USA stärker ausgeprägt. In Deutschland gibt es zwar viele sehr gute Ingenieure, aber eine andere Start-up-Mentalität", stellt Albert fest, der an der Universität Hannover im Bereich Robotics promoviert hatte, bevor er zu Bosch kam. "Das tolle an der Bosch Start-up-Plattform ist, dass man früh in die Praxis geht und das Produkt mit den Kunden weiterentwickelt." Auf diese Weise entstehen neue, innovative Produkte und Dienstleistungen oder es entstehen Maschinen, die, wie im Fall des Unkrautroboters von Amos Albert, sogar dazu beitragen können, mehr und gesündere Nahrungsmittel zu produzieren.
Hier gibt es ein Video zum Bonirob: deepfield-robotics.com/videos/BonirobStory.mp4