Das von elobau unterstützte Fokusprojekt Rowesys der ETH Zürich zeigt eindrücklich, wie Schäden an Menschen und Umwelt mithilfe der Digitalisierung und smarter Technologie minimiert werden können. Mit diesem Ziel vor Augen arbeiten zehn motivierte ETH-Studenten mit Unterstützung von acht Experten-Coaches und Sponsoren seit dem vergangenen September an der Entwicklung des Agrarroboters «Rosie».
Um das Konzept der herbizidfreien Unkrautentfernung von Rowesys zu demonstrieren, wurde ein Prototyp für Zuckerrübenfelder entwickelt, auf denen derzeit der Herbizideinsatz besonders groß ist. Die Anforderungen, welche ein Agrarroboter erfüllen muss, sind vielfältig. Neben Effizienz, Zuverlässigkeit, Autonomie und Sicherheit ist besonders die Benutzerfreundlichkeit ein wichtiger Aspekt. Bei der Entwicklung von Rosie wurde auf diese Punkte besonderen Wert gelegt. Doch wie funktioniert die Unkrautvernichtung im Detail und was macht den Prototypen besonders?
Für die mechanische Unkrautbeseitigung zieht Rosie vier kleine Pflugschare in 2-3cm Tiefe zwischen den Reihen durch den Boden. Dadurch werden die Unkräuter von den Wurzeln getrennt und an die Oberfläche befördert, wo sie vertrocknen.
Angetrieben wird Rosie von vier leistungsfähigen Radnabenmotoren, die genug Traktion haben, um die Pflüge durch den Boden zu ziehen und Steigungen von bis zu 15 Grad zu überwinden. Jedes Rad ist mit einem selbstentwickelten Feder-Dämpfer-System ausgestattet, welches das Überwinden von Hindernissen ermöglicht und jederzeit den Bodenkontakt aller Räder garantiert. Dies verhindert nicht nur ein Steckenbleiben des Roboters, sondern gewährleistet auch eine stabile Plattform mit ausgeglichener Gewichtsverteilung zur Verminderung der Bodenkompression. Jedes Rad lässt sich zudem individuell und unabhängig lenken. Dies macht das System maximal flexibel und ermöglicht verschiedene Manöver, wie zum Beispiel das Rotieren an Ort und Stelle, um in die nächste Reihe zu navigieren. Dank zweier leistungsstarker Batterien arbeitet der Roboter komplett emissionsfrei.
Um Rosie vor wetterbedingten Widrigkeiten zu schützen, wurde ein futuristisches Casing entwickelt. Dieses schützt zusammen mit einer Elektronikbox die sensiblen Komponenten vor Regen und Staub. Das gesamte System ist IP54 spritzwasser- und staubgeschützt.
Neben der Hardware besitzt der Roboter eine ausgeklügelte Software. Mehrere Kamerasensoren und ein leistungsfähiger on-board Computer ermöglichen es Rosie, zwischen Zuckerrübe und Unkraut zu unterscheiden und so autonom durch die Reihen zu navigieren. Das Ende der Reihe wird automatisch erkannt und das System in die nächste unbearbeitete Pflanzenreihe navigiert. Es werden keine GPS-Positionen der Setzlinge oder vorprogrammierte Routen benötigt, was den Aufwand für den Landwirt auf ein Minimum reduziert.
Eine intuitive Steuerung, mit der zwischen manuellem und autonomem Betrieb gewechselt werden kann, sorgt für die nötige benutzerfreundliche Bedienung. Die Benutzung des Systems kann in kurzer Zeit erlernt werden. Statuslichter und eine Sprachausgabe zeigen dem Benutzer jederzeit den aktuellen Zustand des Systems an. Auch die Sicherheit kommt nicht zu kurz. Neben einem Funknotaus befinden sich vier von elobau entwickelte Notaussysteme auf dem Roboter. Das System lässt sich so in einer Gefahrensituation jederzeit zum Stillstand bringen.
Derzeit befindet sich der Prototyp in der Testphase. Auf dem Feld werden die Hardware und Software auf ihre Zuverlässigkeit unter verschieden Bedingungen getestet und täglich optimiert. Mit jeder autonom gejäteten Reihe rückt das Ziel einer herbizidfreien Landwirtschaft ein Stück näher.
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