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Ausgezeichnet: Feldroboter mit vielen Funktionen

20.06.2012
BoniRob, der Feldroboter auf vier einzeln lenkbaren Rädern, kann sich fahrerlos und auch ohne Fernsteuerung durch Menschen auf Ackern bewegen – und dabei unterschiedliche Merkmale jeder einzelnen Pflanze vermessen.
Diese sogenannte Bonitur zeigt, ob Pflanzen gut ernährt sind oder etwa unter Wassermangel und Krankheiten leiden. Jetzt erhielten die Amazonen-Werke, die den BoniRob gemeinsam mit der Hochschule Osnabrück und der Firma Robert Bosch entwickelt haben, eine Auszeichnung der Standortinitiative „Deutschland – Land der Ideen“. Beim Wettbewerb „365 Orte im Land der Ideen“ wurde der Feldroboter als „Ausgewählter Ort 2012“ prämiert.

Dieser Wettbewerb zeichnet jährlich 365 kreative Projekte aus, die mit innovativen Entwicklungen einen nachhaltigen Beitrag zur Zukunftsfähigkeit Deutschlands leisten. Die Preisträger dieses Jahres wurden aus mehr als 2.000 Bewerbungen von einer Fachjury ausgewählt.

Da steckt viel Zukunftsmusik: BoniRob, der autonome Feldroboter, soll die Arbeit der Pflanzenzüchter erleichtern.

Einer davon ist der autonome Feldroboter BoniRob. Mit seinen rund 500 kg bewegt er sich auf vier einzeln angetriebenen Rädern und ist mit jeder Menge Sensorik, Elektronik und Software ausgestattet. Das Navigationsmodul wertet Messdaten eines 3D-Laserscanners aus, die zur Ansteuerung der Radnaben-Elektromotoren dienen. So erkennt BoniRob auch Reihenlücken, -anfänge und -enden und kann sich selbsttätig auf den Feldern bewegen, ohne Pflanzen zu beschädigen.

Jedoch kann der Feldroboter viel mehr, als „nur“ selbstständig durch die Maisreihen zu manövrieren: Er beherbergt unterschiedliche Sensoren, mit denen er einzelne Pflanzen identifizieren, vermessen oder deren Versorgungs- und Gesundheitsstand überprüfen kann. „Mit Lichtgitter, Laser-Abstandssensoren, 3D-Kameras und einem Spektralsensor gewinnt BoniRob zahlreiche Daten und kann so den ‚Fingerabdruck‘ jeder einzelnen Pflanze erstellen“, erklärt Prof. Dr. Arno Ruckelshausen, Projektleiter an der Hochschule Osnabrück. „Später kann BoniRob den genauen Standort einer bestimmten Pflanze wiederfinden und ihre Merkmale erneut vermessen. – So können wir den genauen Wachstumsverlauf jeder Pflanze dokumentieren“, so der Physik- und Sensorik-Professor weiter. Diese Aufgaben werden an der Hochschule und mit den beteiligten Unternehmen Amazone und Bosch im interdisziplinären Team bearbeitet. Von Seiten der Hochschule sind die Arbeitsgruppen aus der Fakultät Ingenieurwissenschaften und Informatik (Prof. Ruckelshausen) und der Fakultät Agrarwissenschaften und Landschaftsarchitektur (Prof. Dr. Dieter Trautz) beteiligt. Auch die aus den beiden Arbeitsgruppen hervorgegangenen Startup-Unternehmen FARMsystem und iotec wirken mit.

Erste Einsatzbereiche von BoniRob sind Pflanzenzüchtung und Feldversuchswesen: Mit seinen genauen, objektiven Vermessungen macht der Feldroboter aufwändige Bonituren mit dem menschlichen Auge weitgehend überflüssig. Später sind laut Ruckelshausen auch weitere Anwendungen möglich: In dem neuen Forschungsprojekt „RemoteFarming.1“ soll BoniRob „lernen“, Unkraut in Möhrenfeldern zu zupfen. „Hier geht es um die Systemintegration eines autonomen Feldroboters im ökologischen Landbau“, so der Osnabrücker Wissenschaftler. Dabei wird BoniRob mit einem Aktor zur Unkrautregulierung ausgestattet. Das Ziel ist, dass der Roboter dank komplexer Bildverarbeitung – zunächst unter Einbeziehung des Menschen als "Bildverarbeiter am Tele-Arbeitsplatz" und später auch alleine – Nutzpflanzen und Unkraut als solche erkennt. Dabei muss der Feldroboter unter dem Einfluss vieler Störgrößen und variabler Bedingungen arbeiten – für eine solche automatisierte lernende Bildverarbeitung gibt es bisher keine Produkte auf dem Markt.

„Der Einsatz eines Roboters, der in Zukunft ganz ohne menschliches Zutun Unkrautregulierung übernimmt, ist für die Landtechnik und den ökologischen Landbau sehr interessant“, sagt Ruckelshausen. Nicht nur er ist optimistisch, dass die Wirtschaft die Ergebnisse seines Projekts umsetzen wird – auch das Bundesministerium für Landwirtschaft, Ernährung und Verbraucherschutz (BMELV) ist vom Nutzen dieses innovativen Verbundprojektes überzeugt und fördert die Hochschule Osnabrück mit über 900.000 Euro.

Lidia Uffmann | idw
Weitere Informationen:
http://www.hs-osnabrueck.de
http://www.ecs.hs-osnabrueck.de/fileadmin/users/40/upload/publikationen/iui-forschungsbericht-2011-web.pdf

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