Mit einer Roboter-Flotte, die aus zwei Dronen, und drei Boden-Robotern besteht, werden Anwendungen für den landwirtschaftlichen Bereich voll automatisiert koordiniert. RHEA, ein von der europäischen Union gefördertes Projekt, beschäftigt sich mit der Konzeption, Entwicklung und dem Testen einer neuen Generation von automatischen Roboter-Systemen für chemische, physikalisch-mechanische oder thermische Unkrautbekämpfungsmethoden. Das Projekt ist sowohl auf die Land- als auch auf die Forstwirtschaft ausgerichtet. Das RHEA Projekt begann am 1. August 2010 und läuft bis Mai 2014, wo es mit einer Demonstration robotisierter Traktoren am CSIC-ICA (Institut für Agrarwissenschaften) in Arganda del Rey, Madrid (Spanien) abgeschlossen wird.
Die „Boden-Roboter“ basieren auf CNH Boomer T3050 Traktoren, mit einer Länge von etwa 3 m und einem Gesamtgewicht von 1,6 t. Neben den Standard-47-PS-Motoren werden sie mit einer Brennstoffzelle, einem Solar-Panel und der erforderlichen Ausrüstung für die autonome Arbeit und Unkraut-Erkennung (Laser-Sensor, GPS, Kamera, Kommunikationssysteme, usw.) ausgestattet. Die „Dronen“ basieren auf auf AirRobot-Flugplattformen (AirRobot AR100X6) mit einem Gewicht von 1,6 kg und einer Nutzlast von 680 g. Sie tragen und steuern kleine Kameras, die Felder überwachen und relevante Daten mit einer hohen Schätzgenauigkeit (25-100 cm) erheben. Aus diesen Daten werden Flurkarten erstellt, anhand derer die Boden-Roboter GPS-unterstützt Pflanzenschutzmaßnahmen autonom und zielgerichtet ausführen.
Die Roboter-Schädlingsbekämpfung wird in zwei verschiedenen Szenarien durchgeführt. Für die Unkrautbekämpfung in einjährigen Kulturen wird durch regelmäßige Inspektion der Felder durch die Dronen eine Diagnose des Befalls erstellt. Jede einzelne Behandlung (chemisch oder physikalisches Jäten) wird durch Software im Hinblick ihrer Wirksamkeit und Wirtschaftlichkeit beurteilt. Online-Entscheidungen beruhen auf gespeicherten Informationen und gegenwärtiger Befallsituation.
Auch die Notwendigkeit mechanischer Unkraut-Bekämpfung im Mais wird von der Drone erkannt. Hier werden grundlegende Informationen über Ausmaß und Lage des Unkrautes zur Verfügung gestellt, allerdings wird die tatsächliche Unkraut-Erkennung mit zwei Kameras im vorderen Teil des Fahrzeugs getätigt. Für nicht-selektive mechanische Unkraut-Entfernung zwischen den Reihen wird mit Gänsefuß-Scheren gearbeitet. Für selektive thermische Kontrolle in der Reihe von Feldfrüchten wird ein Propangas-Brenner verwendet.
Die Verteilung und die Wege aller Roboter werden geplant und die Arbeiten des Fuhrpark koordiniert, um eine maximale Unkraut-Bekämpfung, minimalen Flurschaden und ein optimales Kosten-Nutzen-Verhältnis zu erreichen. Dronen überwachen den gesamten Einsatz, identifizieren und beheben Fehlfunktionen in der Flotte und informieren den Bediener. Insekten- und Seuchenbekämpfung im Agrarholz erfolgt durch verschiedene Arten von Spritzen, die durch Sensoren gesteuert werden.
Die Basisstation verbindet Mensch und Roboter. Sie ist mit Computer und Software ausgestattet, die speziell entwickelt wurden, um den Einsatz von Dronen und Robotern zu planen und zu steuern Sie kommuniziert in Echtzeit drahtlos mit allen Geräten, um das GPS-Signal jeder mobilen Einheit korrigieren zu können.
Informationen über das Projekt wurden von verschiedenen Partnern in dem Projekt auf der Agritechnica 2013 vorgestellt. Modelle der Roboter und Dronen konnten am AGRAGEX-Stand besichtigt werden. AGRAGEX ist die Vereinigung von spanischen Exporteuren von Agrar-und Fütterungstechnik.
RHEA zielt darauf ab, den Einsatz von Chemikalien in der Landwirtschaft um 75% zu verringern. Gleichzeitig soll eine Verbesserung der Qualität, Gesundheit und Sicherheit für den Menschen und Senkung der Produktionskosten erfolgen. Erreicht wird dies durch ein nachhaltiges Ernte-Management mit Hilfe einer Flotte von kleinen, heterogenen Robotern (Boden und Luft), welche mit fortschrittlichen Sensoren ausgestattet sind, über verbesserte Endeffektoren verfügen und neuartige Algorithmen zur Steuerung besitzen. RHEA bezieht sich auf das aufstrebende F&E Gebiet „kooperative Roboter-Systeme“. RHEA bietet die einzigartige Gelegenheit, eine Vielzahl an interdisziplinären Forschungsgruppen zu versammeln, um bei der Anwendung der Precision-Farming-Techniken einen großen Schritt voran zu kommen. Durch das Projekt können neue Wege beim Einsatz automatisierter Systeme in der Landwirtschaft untersucht werden. Diese werden einen wichtigen Beitrag zur Verbesserung der Wirtschaft sowie der Erhaltung der ländlichen Gebiete durch die Einführung neuer technologischer Arbeitsplätze leisten.
Autorin: Magdalena Esterer
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