Das Bild zeigt einen Roboterarm auf einer fahrbahren Plattform, der in einem Gewächshaus Setzlinge pflanzt

Smart Farming liegt im Trend. Der Einsatz von Robotern in der Landwirtschaft kann helfen, die Lebensmittelversorgung einer schnell wachsenden Weltbevölkerung sicherzustellen. (Bild: Stock Adobe.com)

Die neuen Mitarbeiter deutscher Landwirte heißen „Dino“, „Dick“ und „Xaver“. Mit Landarbeitern haben sie allerdings nur den Namen gemein. Denn bei den Kollegen handelt es sich um Feldroboter.

„Dino“ etwa vom französischen Marktführer für Agroroboter, Naïo Technologies, hackt den Boden zwischen Planzenreihen und beseitigt so Unkraut. Dabei arbeitet er mithilfe eines Satellitennavigationssystems auf zwei Zentimeter genau. Das GPS gleicht die Position des Roboters beim Einsatz auf dem Feld dazu mit den während der Aussaat aufgezeichneten Positionsdaten der Pflanzenreihen ab. „Dino“ befreit so bis zu fünf Hektar Gemüsekulturen an einem Tag von Unkraut.

 

Das Bild zeigt zwei Agrarroboter namen Dino von Naïo Technologies bei der Arbeit auf einem Feld.
Der Dino von Naïo Technologies arbeitet auf Feldern mit einer Präzision von zwei Zentimetern. (Bild: Naïo Technologies)

Ein Jedi-Ritter mit Laserschwert als Agrarroboter?

Auch „Dick“ beseitigt unerwünschten Beiwuchs. Anders als sein französischer Kollege erledigt er dies aber mit einem 8000 Volt starken Stromstoß. Der von der Small Robot Company im britischen Southampton und dem Kölner Spezialisten für Low-Cost-Robotik, Igus, entwickelte Unkrautvernichter arbeitet dabei mit dem Überwachungsroboter „Tom“ und der Künstlichen Intelligenz (KI) „Wilma“ zusammen.

Zunächst sucht „Tom“ den Acker nach unerwünschten Kräutern ab. KI „Wilma“ errechnet mit seinen Daten dann die optimale Route für „Dick“. Sobald dieser mit seinen Sensoren auf der vorgegebenen Strecke eine Pflanze als Unkraut identifiziert, fährt er über ihr eine Elektrode zum Boden hinab und verpasst der Pflanze einen tödlichen Stromschlag.

Seine optischen Sensoren erkennen jedoch, ob es sich um schädliches Unkraut, Klee oder Ehrenpreis handelt. Letztere lässt er stehen. Denn Klee liefert dem Boden Stickstoff und düngt diesen dadurch. Ehrenpreis ist eine wichtige Bienenweide.

Das Youtube-Video von Igus zeigt die Robotik- und KI-Systeme Dick, Tom, und Wilma bei der Arbeit auf dem Feld.

Roboter schonen den Boden und vernichten Unkraut ohne giftige Chemikalien

Ähnliche Roboter für die mechanische Unkrautbekämpfung haben inzwischen viele Anbieter im Sortiment – so Farmdroid aus Dänemark, Pixelfarming Robotics aus den Niederlanden, das ebenfalls niederländische Startup AgXeed, an dem sich Landmaschinen-Gigant Claas 2021 als Gesellschafter beteiligte, oder Deepfield Robotics aus Ludwigsburg. Der Blechkamerad der Ausgründung von Bosch bekämpft Unkraut nicht wie „Dick“ mit dem Laserschwert, sondern fräst es vom Boden. Doch egal, wie die automatisierten Kollegen ihre Arbeit verrichten, mit einem Hack-Roboter sparen sich Landwirte immer teure und umwelt- sowie gesundheitsschädliche Pestizide wie Glyphosat.

Meist lassen sich die Maschinen außerdem zur bodenschonenden Aussaat nutzen. Denn weil sie weit weniger auf die Waage bringen als die bis zu 15 Tonnen eines modernen Traktors, verdichten Roboter den Boden weniger. „Xaver“ von Fendt beispielsweise wiegt selbst mit vollem Saatgut-Tank nur 250 Kilogramm. Der Behälter fasst ausreichend Samen für einen halben Hektar.

In diesem Voutube-Video bearbeiten 6 Xaver-Roboter der Firma Fendt im Schwarm ein Feld.

Agrarroboter sind die ideale Hilfskraft für Biolandwirte

Mit Hilfe von Kollege Roboter schaffen es Landwirte so, Gemüse und Getreide umweltschonend und zugleich so kostengünstig zu erzeugen, dass sie aus der steigenden Nachfrage der Verbraucher nach nachhaltig produzierten Lebensmitteln Rendite schlagen können. Und das, obwohl Konsumenten keine horrenden Beträge für ihren Wocheneinkauf ausgeben wollen.

Vor allem Biolandwirten fällt es bei den in Deutschland hohen Lohnkosten schwer, nachhaltig zu produzieren. Denn der ökologische Landbau verzichtet auf Dünger sowie Herbi- und Pestizide. Das geht aber nur mit viel menschlicher Arbeitskraft – etwa bei der Pflege von Saatkulturen.

Wo Landarbeiter wie beispielsweise in Großbritannien seit dem Brexit besonders rar sind, ernten Roboter immer öfter auch das angebaute Obst und Gemüse. Um zu verhindern, dass Obst verfault, weil seit dem EU-Austritt des Vereinigten Königreichs keine Erntearbeiter aus Osteuropa mehr auf die britischen Inseln kommen, hat etwa Fieldwork Robotics, eine Ausgründung der Universität Plymouth, einen Himbeer-Pflück-Roboter entwickelt. Er erntet an einem Tag 25.000 Beeren und ist damit um zwei Drittel produktiver als der Mensch.

Das Youtube-Video zeigt, wie der Roboter von Fieldworks Himbeeren an der Pflanze erkennen und pflücken kann, ohne sie zu zerstören.

Landwirte kämpfen mit der Digitalisierung gegen den Verlust von Ackerland

Doch auch in Deutschland müssen Landwirte produktiver werden – auch wenn sie konventionell wirtschaften. Denn jeden Tag gehen laut dem Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft hierzulande 56 Hektar Ackerland verloren, weil darauf Straßen gebaut oder Neubau- und Gewerbegebiete ausgewiesen werden. Das sind 20.440 Hektar oder 204,4 Millionen Quadratmeter pro Jahr. Auf der Fläche fänden 292.000 durchschnittliche Einfamilienhäuser mit ihren Grundstücken Platz.

Um die Flächenverluste auszugleichen und Lebensmittel für den Supermarkt um die Ecke ebenso wie für den Export produzieren zu können, setzen acht von zehn Landwirten schon seit langem auf die Digitalisierung ihrer Betriebe, Das hat eine gemeinsame Umfrage des Digitalverbandes Bitkom und des Deutschen Bauernverbandes ergeben.

So ist heute jeder zweite Mittelklassetraktor mit einer Lenkhilfe, Spurführung und Satellitennavigation ausgestattet. Dadurch kann er seine Spur bei der Feldarbeit auf bis zu zwei Zentimeter genau halten, vermeidet unnötige Überfahrten und schont den Boden. Vernetzt mit digitalen Managementsystemen und mit den richtigen Anbaugeräten, lassen sich mit dem GPS-gesteuerten Schlepper Düngemittel und Pestizide auf den Flächen passgenau nur dort ausbringen, wo sie wirklich benötigt werden.

Die Informationen dazu liefern entweder eine digitale Ackerschlagkartei - damit werden alle landwirtschaftlichen Arbeitsvorgänge dokumentiert - oder Drohnen, die Felder im Überflug filmen. Eine KI ermittelt aus den dabei gewonnenen Daten dann, wo auf einem Acker wie viel Chemie erforderlich ist

Precision Farming schont die Umwelt und steigert den Ertrag

Durch diesen Präzisionslandbau – auf Englisch Precision oder Smart Farming genannt - sparen Bauern bis zu 80 Prozent Pestizide ein. Weil sie zugleich so düngen, wie es den Bedürfnissen ihrer Pflanzen entspricht, fällt die Ernte trotz des Verzichts auf Pflanzenschutzmittel dennoch größer aus. Ohne digitale Unterstützung geht dagegen meist jede fünfte Pflanze ein, weil sie zu viel Nährstoffe bekommt. Laut einer Studie der Investmentbank Goldman Sachs brauchen Landwirte beim Precision Farming zudem nur noch halb so viel Wasser für ihre Felder.

Außerdem können sie ihre Arbeitszeit dort einsetzen, wo sie die höchsten Erträge bringt. So lässt sich ihr Einkommen ohne Mehrarbeit um 20 Prozent steigern, hat die Europäische Kommission ermittelt.

Der vernetzte Bauernhof ist der ideale Arbeitsplatz für Kollege Roboter

Die vernetzten digitalen Produktionssysteme des smarten Landbaus sind auch die Grundlage, um Betriebe mit Hilfe der Robotik noch produktiver zu machen. Denn auch die Blechkameraden brauchen Daten, die sie bei der Feldarbeit anleiten. Mit der Digitalisierung ihrer Betriebe haben viele Landwirte also bereits wichtige Vorarbeiten für den Einsatz von Agrarrobotern geleistet.

Dennoch scheuen sie häufig die hohen Anschaffungskosten für einen Blechkameraden. Damit die Robotisierung nicht an der Höhe der erforderlichen Investitionen scheitert, bieten einige Hersteller ihrer Roboter in as-a-Service-Modellen an. Außerdem haben sie Geräte entwickelt, die sich so vielfältig einsetzen lassen, dass die Anschaffung manch anderer Arbeitsmittel überflüssig wird.

Auf den Robot One von Pixelfarming Robotics aus Almkerk in den Niederlanden etwa lassen sich zehn Roboterarme mit unterschiedlichen Reichweiten und Arbeitstiefen montieren. Mit den Armen und dem entsprechenden Werkzeug hält der Blechkollege Saaten frei von Beikräutern, sprüht notfalls Pestizide, lockert und lüftet den Boden und bringt Saatgut aus. Das Gleiche leistet „Robotti“ vom dänischen Anbieter Agrointelli in Getreide-, Mais-, Kartoffel, Rüben- und Bohnenfeldern.

Der Robot One von Pixelfarming Robotics eignet sich für eine breite Palette von Tätigkeiten in der Landwirtschaft, wie das Youtube-Video zeigt.

AgBot ackert wie ein Trecker

Das Bild zeigt den autonome Traktor AgBot von AgXeed afu einem Feld
Der autonome Traktor AgBot von AgXeed arbeitet bis zu 20 Stunden lang selbständig. (Bild: AgXeed )

Der mit einem 156-PS-starken Diesel ausgestattete AgBot von AgXeed ackert dagegen fast wie ein Traktor. Er hat schon standardmäßig einen Dreipunktkraftheber, an den sich Eggen oder Grubber montieren lassen. Gegen Aufpreis montiert AgBot einen Kraftheber, der eine Last von bis zu acht Tonnen aufnimmt, eine elektrische Zapfwelle, eine Load-Sensing-Hydraulik und bis zu vier Steuergeräte. An sie lässt sich fast jedes Arbeitsmittel anschließen. Mit ihnen bearbeitet der sechs Tonnen schwere Roboter Äcker bis zu 20 Stunden lang selbständig.

Bauern können derweilen andere Felder bestellen oder ihren Betrieb vom Büro aus führen. Wenn AgBot fertig ist, meldet er dies auf den Desktop, das Handy oder Tablet des Landwirts.

So viel Autonomie und Flexibilität haben mit den vom Hersteller genannten 220.000 bis 260.000 Euro allerdings einen hohen Preis.

Mangelnde 5G-Abdeckung blockiert die Robotisierung der Landwirtschaft

Doch eine vollausgestattete moderne Zugmaschine kostet auch nicht weniger. Dennoch scheuen sieben von zehn Landwirten vor dem Kauf eines Roboters zurück, berichtet der Agrar-Konzern BayWa. Sie fürchten, dass die von ihnen geführten Betriebe zu klein sind, als dass sich dort ein Roboter amortisieren würde.

Zudem decken Mobilfunkanbieter in Deutschland bislang nur gut die Hälfte aller Gebiete mit dem Mobilfunkstandard 5G ab, meldete die Bundesnetzagentur im Dezember 2021. In vielen ländlichen Räumen gibt es große Lücken. 5G ist aber die Voraussetzung für die vernetzte Landwirtschaft.

Noch verhindert auch die Gesetzeslage den vollständig autonomen Einsatz von Robotern auf deutschen Feldern. Daran ändert auch die Tatsache nichts, dass Naïo als weltweit erster Anbieter mit einem Zertifikat versichert, dass Feldroboter „Dino“ den ihm zugewiesenen Arbeitsbereich sicher nicht verlässt und in diesem garantiert anhält, wenn er sich auf Kollisionskurs mit Menschen befindet.

All das sind jedoch nur Startschwierigkeiten neuen Technologie für die Feldarbeit, die bald überwunden sein werden, erwarten Marktforscher. So hat der indische Marktforschungsdienstleister, Market Researchs Future, in einer international angelegten Studie berechnet, dass die Umsätze mit Agrorobotik bis 2026 jedes Jahr um fast 30 Prozent auf dann 27,3 Milliarden US-Dollar zulegen. Wenn das so kommt, haben künftig weder Glyphosat noch Beikräuter eine Chance.

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