Anwendungen und Herausforderungen von Agrarrobotern

Ein Hauptgrund, warum die Entwicklung der Roboterindustrie dringend vorangetrieben werden muss, ist der Mangel an Arbeitskräften. Der eigentliche Grund für die Entwicklung von Robotern liegt jedoch darin, Menschen von schwierigen Arbeitsbedingungen zu befreien. Zum Beispiel ist es bei extremen Sommertemperaturen von bis zu 60 °C in landwirtschaftlichen Gewächshäusern notwendig, Menschen unabhängig von der Arbeitskomplexität durch Roboter zu ersetzen.

Die Landwirtschaft ist ein komplexes System. Selbst beim einfachen Anbau von Nutzpflanzen gibt es viele Schritte wie Aussaat, Setzlinge, Umpflanzen, Bewässerung, Unkrautbekämpfung, Düngung, Bestäubung, Ernte und Lagerung. Jeder dieser Schritte muss schrittweise von Robotern übernommen werden.

Aktuelle Trends in der Entwicklung von Agrarrobotern

1. Derzeit konzentriert sich die Forschung an landwirtschaftlichen Robotern hauptsächlich auf den Ernteprozess. Dabei müssen drei Hauptprobleme gelöst werden: die Erkennung des Ernteziels, die Bestimmung der Schnittstelle und die Durchführung der Ernteaktion. Die Zielerkennung erfordert Bildverarbeitung, und da künstliche Intelligenz (KI) derzeit einer der heißesten Technologiebereiche ist, ist es relativ einfach, Fördermittel zu erhalten.

Gemeinsame Probleme, die Agrarroboter lösen müssen

1. Kostenreduzierung
   Die Kosten von Agrarrobotern müssen auf das Niveau herkömmlicher landwirtschaftlicher Maschinen gesenkt werden. Derzeit sind Agrarroboter sehr teuer, und insbesondere Roboter, die nur für kurze Zeit verwendet werden, bieten oft kein gutes Preis-Leistungs-Verhältnis. Zum Beispiel müssen Teepflückroboter die Ernte innerhalb von 14 Tagen abschließen, und es sind viele Roboter erforderlich, um genügend Arbeitskräfte zu ersetzen.

2. Anpassung an komplexe Gelände
   Landwirtschaftliche Flächen sind oft uneben und vielfältig. Selbst in Gewächshäusern gibt es verschiedene Bodenarten wie lockere Böden, harte Böden, schlammige Böden und Reisfelder. Die Wahl der richtigen Mobilitätsplattform ist daher eine komplexe Herausforderung.

3. Standardisierung von Maschinen und landwirtschaftlichen Techniken
   Die landwirtschaftliche Produktion ist einerseits standardisiert, weist jedoch in vielen Details große regionale Unterschiede auf. Bei der Entwicklung von Agrarmaschinen muss dies berücksichtigt werden. Anstatt einen Roboter zu entwickeln, der Trauben aus jedem Winkel ernten kann, wäre es einfacher, die Anbaumethoden an die Anforderungen der Roboter anzupassen.

4. Stabilität
   In der Landwirtschaft ist der Zeitpunkt der Produktion entscheidend. Wenn Maschinen plötzlich ausfallen, ist dies äußerst problematisch. Herkömmliche Maschinen können von den Landwirten oder örtlichen Mechanikern oft schnell repariert werden, doch bei Agrarrobotern sind aufgrund der komplexen Elektronik und Software schnelle Reparaturen schwieriger. Wenn der Hersteller nicht schnell reagieren kann, wird der Produktionsprozess erheblich beeinträchtigt.