Durch Technologien können Landwirte effektiver und nachhaltiger wirtschaften.
Das EU-Projekt PANTHEON arbeitet an der Entwicklung eines SCADA-Systems (Supervisory Control And Data Acquisition) für die Präzisionslandwirtschaft in Plantagen. Die Landwirtschaft der Zukunft setzt auf eine neue Generation von Robotern und Drohnen. Das ist das Thema dieser Folge von Futuris.
"Italien baut jährlich mehr als 100.000 Tonnen Haselnüsse an. Das ist harte Arbeit", so euronews-Reporter Denis Loctier. "Kann eine neue Generation von Robotern die Arbeit von Agronomen und Landwirten erleichtern und die Landwirtschaft effizienter und umweltfreundlicher machen?"
Präzise Pflanzenbehandlung
Bei großen Anbauflächen wie dieser Haselnuss-Versuchsplantage besteht die Gefahr, dass Wasser, Pestizide, Düngemittel und andere Ressourcen verschwendet werden: Denn alle Pflanzen in großen Farmen erhalten die gleiche Behandlung, egal ob sie es brauchen oder nicht. Forscher arbeiten daran, die Behandlung nach den echten Bedürfnissen auszurichten.
"Die Präzisionslandwirtschaft ermöglicht eine zielgerichtete Bewirtschaftung landwirtschaftlicher Nutzflächen zur richtigen Zeit mit den richtigen Mengen, die von den tatsächlichen Bedürfnissen der Pflanze abhängen - das kann die traditionelle Landwirtschaft aktuell nicht leisten", meint Valerio Cristofori, Agronom und außerordentlicher Professor für Gartenbau an der Universität Tuscia.
Roboter übernehmen mühselige Arbeiten
Die individuellen Bedürfnisse eines Baumes zu bestimmen, würde den Menschen zu viel Zeit und Mühe kosten. An dieser Stelle können Roboter helfen. Dieser Prototyp bewegt sich autonom durch eine Haselnussplantage und führt Messungen an den Bäumen durch:
"Wir sammeln Daten mit einem Laserscanner zur 3D-Geometrie-Rekonstruktion", erklärt Renzo Fabrizio Carpio, Robotik-Ingenieur an der Universität Roma Tre. "Und wir verwenden Kameras, um multispektrale und hochauflösende Bilder aufzunehmen. Damit können wir den Gesundheitszustand jedes Baumes beurteilen."
Die Roboter senden ihre Daten an ein zentrales Computersystem, das ebenfalls im Rahmen des europäischen Forschungsprojekts PANTHEON entwickelt wurde. Eine einfach zu bedienende Benutzeroberfläche hilft dem Landwirt Entscheidungen zu treffen - er bekommt Wetterdaten bis hin zu detaillierten Informationen über die Entwicklung der Bäume.
"In Zukunft wird es auch ein 3D-Modell jedes Baumes mit den empfohlenen Behandlungen geben - sollte er beschnitten, bewässert oder gedüngt werden sowie die gesamte Anbaugeschichte dieses Baumes", so die Webentwicklerin Silvia Samà von Sigma Consulting.
Bauern die Arbeit erleichtern
Die Ingenieure nutzen Motion-Capture-Technologien und autonome Fahr-Algorithmen, um den Roboter so genau wie möglich arbeiten zu lassen. Ein Projekt ist, den Roboter mit einem speziellen Farbmarkierer auszustatten, mit dem Äste markiert werden, die beschnitten werden müssen. Flavio Palmeri, Automatisierungstechnik-Gaststudent an der Universität Roma Tre:
"Wir sprechen von der Markierung von kleinen Zweigen. Die Entwicklung des Zielalgorithmus war sehr aufwendig, unter Berücksichtigung von Windgeschwindigkeit, Position des Baumes und des Roboters, all der Unwägbarkeiten, die digital simuliert werden können."
Zwar muss der Landwirt den Baum immer noch manuell beschneiden, aber dank der Arbeit der Roboter findet er die Bäume leichter. Pasquale Peluso, Automatisierungsingenieur an der Universität Roma Tre meint: _"Ein Roboter, der die zu beschneidenden Äste markieren kann, verschafft dem Landwirt einen großen Vorteil: Man erkennt sofort, welcher Baum beschnitten werden muss, auch ein ungeschulter Arbeiter weiß sofort, welche Äste er abschneiden muss. Das erleichtert den Baumschnitt erheblich."
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Drohnen geben Entscheidungshilfen
Um große Plantagen schneller inspizieren zu können, arbeiten Forscher der Freien Universität Brüssel zusammen mit der Universität in Trier an der Entwicklung einer autonomen Drohne: Ihre Kameras sollen helfen, den Bewässerungsbedarf zu ermitteln, Schädlinge oder Krankheiten zu finden und die Ernte anhand der Wetterbedingungen vorherzusagen.
"Die Hauptakteure der Süßwarenindustrie sind sicherlich an dieser Art von Technologie interessiert, denn damit können sie die Produktionsqualität bei gleichzeitiger Minimierung der Umweltbelastung steigern - das Interesse an diesen Neuwicklungen stieg in den vergangenen Jahren", so der PANTHEON-Projektkoordinator Andrea Gasparri, Professor für System- und Steuerungstheorie an italienischen Universität Roma Tre.
Die Roboter werden nach Aussagen der Forscher keine Menschen ersetzen, sondern mühselige Arbeiten übernehmen sowie Abfall und Umweltverschmutzung reduzieren.