FH Aachen entwickelt autonomen Feldroboter

Autonomer Feldroboter : Der „elektrische Stuhl für die Pflanzen“

FH-Wissenschaftler entwickeln Feldroboter

Die FH Aachen entwickelt einen Roboter, der autonom auf dem Feld arbeiten kann. Ohne jedes menschliche Eingreifen vernichtet er Unkraut, kann selektiv düngen und bald auch ernten – und das alles recht umweltfreundlich.

Ein einsamer Landwirt steigt auf seinen Traktor, startet den krachend lauten Motor und sprüht Chemikalien aufs Feld. Er kurbelt schwer am Lenkrad, um das riesige Gefährt zu wenden – dieses allzu bekannte Bild könnte schon bald kaum noch zu sehen sein, zumindest nicht, wenn sich der Etarob, ein autonomer Landwirtschaftroboter, in den nächsten Jahren durchsetzt. Entwickelt haben ihn das Institut für angewandte Automation und Mechatronik (IaAM) und das Institut für Mobile Autonome Systeme und Kognitive Robotik (Maskor) der FH Aachen.

Der Etarob arbeitet gänzlich fahrerlos. Er ist intelligent, lernt selbstständig dazu und fährt rein elektrisch. Er verzichtet bei der Feldarbeit auf den Einsatz von Chemikalien und braucht bei weitem nicht so viel Diesel wie Traktoren. Damit ist er eine umweltfreundlichere Alternative für die Landwirtschaft. Mit seinem Vierradantrieb und der Vierradlenkung ist er außerdem sehr gelenkig und kann sich agil übers Feld bewegen.

Auf verschiedene Weise einsetzbar

Der Landwirtschaftroboter bietet unterschiedliche Einsatzmöglichkeiten. Er ist ein „autonomer Werkzeugträger“, wie Enno Dülberg sagt. Der FH-Absolvent und wissenschaftliche Mitarbeiter leitet zusammen mit seinen Kollegen Heiko Engemann und Josef Franko das Projekt und ist für die Hardware zuständig. Den autonomen Landwirtschaftroboter kann man also mit verschiedenen Werkzeugen ausstatten. Beispielsweise kann er Unkraut jäten. Ein Programm hat ihm dafür beigebracht, Nutzungspflanzen und Unkraut zu erkennen und voneinander zu unterscheiden. Wie ein Mensch kann er auch aus seiner gesammelten Erfahrung lernen, sagen die Entwickler.

Der Etarob der FH Aachen, hier die dritte Generation des Landwirtschaftroboters, wird auf einem Feld getestet. Mit Kameras unterscheidet er Unkraut von Nutzpflanzen und zerstört es mit Elektroschocks. Foto: Enno Dülberg/FH Aachen

Der Etarob fährt eigenständig über die Felder, erkennt mithilfe von Kameras und Wärmebildern die Nutzungspflanzen und zerstört das Unkraut drumherum mit Elektroschocks, eine Art „elektrischer Stuhl für die Pflanzen“, erklärt Dülberg. Chemikalien benötigt er keine. Entwickelt hat diese Technologie der Unkrautbeseitigung durch Hochspannungselektronik das Aachener Unternehmen Zasso GmbH.

Der Feldroboter kann aber auch zum selektiven Düngen eingesetzt werden. Bald soll er außerdem noch ernten können. Vor allem dort, wo noch mit der Hand geerntet wird, wie etwa beim Kopfsalat, wäre diese Funktion sehr nützlich. „Er ist so gebaut, dass in Zukunft kein Mensch mehr eingreifen muss“, sagt Dülberg.

Wer sich den Etarob wie einen kleinen elektrischen Staubsauger vorstellt, der über das Feld rollt, irrt sich gewaltig. Es ist ein kleines Monstrum, eine Tonne schwer. „Das ist kein Spielzeug, kein kleiner Rasenmäher“, betont Dülberg. Der Roboter müsse schließlich einen großen Traktor ersetzen. Dementsprechend sei auch das Thema Sicherheit eine der großen Herausforderungen gewesen. Darein hat das Team sehr viel Arbeit gesteckt. „Sonst kriegen wir das gar nicht zugelassen“, sagt Dülberg. Auf die Zulassung arbeitet das gesamte zehnköpfige Team hin.

Dadurch, dass das Fahrzeug komplett eigenständig fährt, muss man sicherstellen, dass niemand unter die Räder geraten kann. Man habe bei dem autonomen Fahren zwar nicht so große Hürden wie die Autohersteller, da der Roboter nur 15 km/h fährt und auch nicht im Verkehr unterwegs ist, sondern auf einem einsamen Feld. Doch Dülberg zeichnet folgendes Bild: Auf einem Hof leben Kinder und spielen auf dem Feld. Als Mutprobe wollen sie sich während der Fahrt unter den Feldroboter legen. Dabei besteht nicht nur die Gefahr, von den Räder des riesigen Gefährts überrollt zu werden. Da es das Unkraut mit Elektroschocks vernichtet, herrscht unter dem Fahrzeug Hochspannung. Da muss sichergestellt sein, dass das Fahrzeug die Kinder rechtzeitig erkennt.

Enno Dülberg von der FH Aachen entwickelt mit seinem Team einen autonomen Feldroboter. Hier steht er neben dem "Etarob" der vierten Generation. Foto: Benjamin Wirtz

Große Nachfrage

24 Stunden kann der Roboter täglich arbeiten, eigenständig und „bedeutend energieeffizienter“ als ein Traktor, wie Dülberg betont. Die Wissenschaftler der FH sind nicht die ersten, die einen solchen Roboter bauen. Die Hauptkonkurrenten kämen aus den USA und Frankreich, die dort weniger Hürden bei der Zulassung hätten. Kein Wunder, dass viele vom Kuchen dieser Technik ein Stück abhaben möchten, denn die Nachfrage ist jetzt schon groß. Landwirte drängen auf die endgültige Fertigstellung des Roboters, erzählt Dülberg. Doch das brauche Zeit. Einige Tests müssten noch gemacht werden. 2021 soll der Etarob dann großflächig auf den Markt kommen.

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