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Agrarroboter aus Sachsen schließen sich zum Feldschwarm zusammen

Die Visualisierung zeigt, wie Feldschwärmkünftig die Äcker bestellen sollen. Visualisierung: TU Dresden TD/AST

Die Visualisierung zeigt, wie Feldschwärmkünftig die Äcker bestellen sollen. Visualisierung: TU Dresden TD/AST

TU und Fraunhofer Dresden zeigen demnächst erste Prototypen in Aktion

Dresden, 16. Juli 2001. Weil es den landwirtschaftlichen Böden immer schwerer fällt, die Last immer größerer Mähdrescher und Traktoren noch zu tragen, sollen künftig flexibel erweiterbare Schwärme aus leichten, autonomen und vernetzten Feldrobotern die Äcker bestellen und abernten. Ein vom Bundesforschungsministerium gefördertes Konsortium unter Leitung der TU Dresden und des Fraunhofer Verkehrsinstituts IVI hat nun erste Roboterfahrzeuge für solch einen „Feldschwarm“ entwickelt.

Diese „Feldschwarmeinheiten“ (FSE) sollen sich in Zukunft gemeinsam mit weiteren Robotern, Drohnen und menschengesteuerten Führungstraktoren zu modularen Schwarm zusammenschließen. Je nach Wunsch des Bauern können sie sich dann autonom oder teilautomatisch auf dem Feld orientieren und viele landwirtschaftliche Aufgaben selbstständig erledigen.

Hoffnung auf eine individuellere Landwirtschaft

„Mit diesem Konzept wird wieder eine kleinteiligere und individuelle Landwirtschaft wieder möglich“, schätzt „Feldschwarm“-Forscher Martin Hengst von der TU Dresden ein. „Außerdem wird die Bodenbelastung durch diese Feldschwärme im Vergleich zu aktuellen Maschinen reduziert.“

Trend zu immer riesigeren Feldmaschinen stoppen

Hintergrund: Moderne Feldmaschinen haben oft schon ein Eigengewicht von zwölf bis 15 Tonnen. Experten warnen bereits seit Jahren davor, dass künftige, noch schwerere Maschinengenerationen die Äcker zu stark verdichten. Daher setzt das Feldschwarm-Konsortium auf rollende Feldroboter, die nur ein Drittel dieses Gewichts haben, aber zu flexiblen Hochleistungsschwärmen koppelbar sind.

Teilautomatischer Brücken-Schwärmer soll Bauern den Einstieg erleichtern

Bereits als Prototypen einsetzbar sind inzwischen die Feldschwarmeinheiten 1 und 2: Die FSE 1 ist als Brückenlösung gedacht und soll den Bauern den Einstieg in die Roboterlandwirtschaft erleichtern. Diese Einheiten arbeiten teilautomatisch und werden von einem Traktor mit einem Menschen an Bord gezogen.

Autonomer Feldroboter FSE 2 orientiert sich mit Satelliten, Laser und neuronalen Netzen

Die FSE 2 dagegen agiert ganz autonom. Sie ist auf den Stoppelsturz und die Saatbett-Bereitung spezialisiert. Angetrieben von einem dieselelektrischen Antrieb, bekommt dieser Feldroboter seine konkreten Tagesaufgaben und Routen drahtlos von einer zentralen Managementsoftware namens „HelyOS“ zugewiesen. HelyOS wiederum kommuniziert mit einem Farm-Management-System und der darin enthaltenen Ackerschlagkartei.

Drahtlos per WLAN oder 5G bekommen die Feldschwarm-Roboter ihre Aufgaben vom Hof-Server zugewiesen. Zugleich müssen sie sich untereinander abstimmen und auf Menschen auf dem Feld achten. Visualisierung: TU Dresden TD/AST

Drahtlos per WLAN oder 5G bekommen die Feldschwarm-Roboter ihre Aufgaben vom Hof-Server zugewiesen. Zugleich müssen sie sich untereinander abstimmen und auf Menschen auf dem Feld achten. Visualisierung: TU Dresden TD/AST

Die von HelyOS zugewiesenen Aufgaben erledigt die FSE 2 dann selbstständig. Sie orientiert sich dabei mit GPS-Satellitenortung und der „Realtime Kinematik“-Technik bis auf zwei Zentimeter genau in der Natur. Durch Kameras und Lidar-Lasertechnik sowie neuronale Netze für die Sensor-Auswertung kann der Roboter auch Tiere, Menschen oder störende Hindernisse auf dem Feld erkennen.

Hoffnung auf eine Wiedergeburt des sächsischen Landmaschinenbaus

Am Feldschwarm beteiligt sind neben dem Konsortialführer, der TU Dresden, zehn weitere Partner. Aus Sachsen gehören dazu die Fraunhofer-Institute IVI und IWU, die Eidam-Landtechnik aus dem Erzgebirge, Indikar Individual Karrosseriebau aus Wilkau-Haßlau, das Institut für leichte elektrische Antriebe und Generatoren sowie die Leistungselektronikfirma Bitsz Electronics GmbH aus Zwickau. Ursprünglicher Konsortialführer war die WTK-Elektronik aus Neustadt in Sachsen gewesen. Das Unternehmen gehört inzwischen jedoch als Teil der “Müller Elektronik” zur US-amerikanischen “Trimble”-Gruppe und ist aus dem Feldschwarm ausgestiegen. Daraufhin übernahm die TU Dresden die Leitung. Getrieben wird das Feldschwarmprojekt letztlich auch durch die Hoffnung auf eine Renaissance des sächsischen Landmaschinen-Baus, der einst im Kombinat „Fortschritt“ Neustadt für Tausende Jobs und erhebliche Exporte gesorgt hatte.

Digitale Zwillinge geplant

Geplant sind bereits Nachfolgeprojekte. Die zielen darauf, den Feldschwarm auszubauen, in der landwirtschaftlichen Praxis zu testen und die Roboter weiter zu verbessern. Perspektivisch wollen die Ingenieure auch digitale Zwillinge anlegen, damit die Bauern ihre Feldschwarmroboter effizienter einsetzen und vorausschauend warten („Predictive Maintenance“) können.

Vorführung bei „Feldtag“ in Raitzen vorgesehen

Auf einem „Feldtag“ auf dem Gutshof Raitzen (Landweg1, 04769 Naundorf) können sich Interessierte am 23. September 2021 selbst ein Bild vom Feldschwarm der Zukunft machen.

  • Mehr Informationen zum „Feldtag“ gibt es hier im Internet: Landnetz
  • Mehr Informationen zum Feldschwarm selbst sind hier zu finden: feldschwarm.de

Autor: Heiko Weckbrodt

Quellen: TUD, IVI