Roboter im Rübenfeld: Wie kleine intelligente Maschinen die Landwirtschaft der Zukunft bestimmen

Agrartechniker in der ganzen Welt haben eine Vision: Wo jetzt noch Gift versprüht oder Unkraut mühevoll von Hand gejätet wird, könnten künftig Roboter Hand anlegen. Als intelligente, vielseitige Kleinmaschinen sollen sie über die Felder patrouillieren, um Unkraut zu entfernen und Saatgut, Dünger oder Pflanzenschutzmittel gezielt auszubringen.

Wie weit diese Vision schon in die Praxis Einzug gehalten hat, das zeigt sich bei der jährlichen Weltmeisterschaft der Feldroboter. Jeden Sommer bekommen die kleinen Maschinen dabei andere Aufgaben gestellt, für die sie von ihren Erfindern mit neuen Talenten ausgestattet werden müssen. “Der direkte Wettbewerb ist ein wichtiger Motor, um die Roboter Jahr für Jahr weiterzuentwickeln”, erklärt der Agrartechniker und Initiator der Weltmeisterschaft Joachim Müller von der Universität Hohenheim gegenüber ddp.

Die kleinen Wunderwerke der Technik sind heute mit einem Betriebssystem, Mikrocontrollern und diversen Sensoren ausgestattet, die edelsten Stücke zeichnen sich sogar durch eine Kamera aus. Einmal ein Maisfeld zu durchqueren, gehört dabei ihren einfachsten Übungen. Zu erkennen, wo die Maisreihe zu Ende ist und dann in die nächste Reihe einzubiegen, ist schon anspruchsvoller – denn schließlich muss die autonome Metallbox in diesem Fall wissen, wann sie wenden muss.

Mit Infrarot- oder Ultraschalltechnik misst der Roboter dazu den Abstand zur linken und zur rechten Maisreihe und fährt exakt in der Mitte geradeaus. Steht kein Mais mehr da, nimmt er einen unendlichen Abstand wahr. Genau das ist das Kommando zum Wenden: Die Minimaschine dreht sich um 90 Grad, fährt 75 Zentimeter geradeaus, wendet noch einmal um 90 Grad und saust geradewegs zurück.

Nebenbei können die Roboter die Maispflanzen auf beiden Seiten einer Reihe zählen, selbst wenn sie unregelmäßig eingepflanzt sind. Das gelingt mithilfe der am Roboter montierten Kamera, die die Farbe grün von anderen Farben unterscheiden kann. Sie filmt ihre Umgebung ab und zählt anschließend die grünen Flecken.

Doch die High-Tech-Geräte können noch mehr: sich um die eigene Achse drehen, Kartoffeln aufspüren, einer roten Linie folgen, eine Figur in den Boden zeichnen und Flüssigkeiten versprühen. Entwickler aus Asien haben eigens einen Roboter für überflutete Reisfelder konzipiert, der wie ein Luftkissenboot über das Wasser schwebt.

Eine besondere Roboterleistung ist es, Mais- und Kartoffelpflanzen an der Blattform zu unterscheiden. Dazu filmt die Roboterkamera die Pflanzen und vermisst die Kantenlinien der Blätter. Eine gefiederte Kartoffelpflanze hat mehr Kanten als der glattblättrige Mais. Die Aufgabe hat durchaus einen praktischen Hintergrund: Liegengebliebene Kartoffeln können im Folgejahr austreiben und in einem neuen Feld Pflanzenviren verbreiten. Sie müssen daher gezielt entfernt werden, was bislang in mühsamer Handarbeit geschieht.

Bei aller Vielseitigkeit haben die programmierten Fahrzeuge jedoch eines gemeinsam – ihr handliches Format. Sie sind alle nicht viel größer als ein Schuhkarton, und das aus gutem Grund: Sie sollen als Sucher, Sammler oder Detektoren arbeiten, dürfen aber weder groß noch stark sein. Das ist eine Frage der Sicherheit. Da sie ohne menschliche Kontrolle arbeiten, müssen die Roboter in einer Dimension bleiben, die dem Menschen nicht gefährlich werden kann.

“Die Arbeit an den Robotern findet längst draußen statt”, erklärt Müller. Die Maschinen dürfen sich schließlich auch von Regen, Staub und Stolpersteinen nicht beirren lassen, so der Agrarprofessor. Die praxisnahe Entwicklung scheint sich auszuzahlen: Das erste holländische Exemplar soll schon bald auf dem Markt sein. Es wird in Zuckerrübenfeldern Unkraut zupfen – nicht nur entlang der Reihen, sondern auch zwischen den einzelnen Pflanzen, um damit das Spritzen von Pestiziden überflüssig zu machen.

Mit diesen Entwicklungen wird der Roboter zu einem wichtigen Werkzeug im so genannten Precision Farming, dem “präzisen Ackerbau”. Diese moderne Variante der Landwirtschaft berücksichtigt, dass auf einem Feld nur eine kleine Stelle von Schädlingen befallen sein kann oder nur wenige Quadratmeter Boden eine Extraportion Saatgut oder Dünger brauchen. Das Problem ist für einen Roboter wie gemacht: Er kundschaftet den jeweiligen Mangel aus und greift nur dort gezielt ein, wo es nötig ist.

Für die Feldroboter-WM 2006, die in Stuttgart-Hohenheim stattfinden wird, bekommen Roboter etwas andere Aufgaben: weiße Linien ziehen, Trittlöcher auf einem Rasenplatz ertasten und als elektronische Platzwarte das Feld freigeben. Anlässlich der Fußball-WM in Deutschland soll der Wettbewerb nämlich ganz im Zeichen des Fußballs stehen. So könnten die besten Roboter im Fußball-Achtelfinale während der Halbzeit den Strafraum nach Trittlöchern durchforsten – vorausgesetzt, die FIFA stimmt zu.