Laser-Roboter beschießt Pflanzen für bessere Ernte

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Forscher der University of Illinois und der Cornell University haben einen auf Ketten fahrenden Laser-Miniroboter entwickelt, der selbstständig Äcker inspiziert, um den Reifegrad von Feldfrüchten, Düngermangel und Schädlingsbefall zu ermitteln. Die Daten meldet er dem Bauern dann in Echtzeit. Dieser kann sofort reagieren und beispielsweise Insektizide spritzen, um die bestmöglich Ernte zu erzielen.

Die Entwickler haben sich von autonomen Fahrzeugen inspirieren lassen, die in eingestürzten Gebäuden oder anderen gefährlichen Umgebungen eingesetzt werden, um Verletzte zu finden. Der Agrarroboter navigiert mithilfe von GPS, einem Laptop und diversen Sensoren. Mehrere Kameras zeichnen Bilder der Pflanzen auf, während der Roboter durch die Gassen etwa von Maisfeldern fährt.

Ein Diodenlaser schießt scharf gebündeltes Licht auf die Pflanzen. Je nach Reifegrad verschlucken sie mehr oder weniger davon, den reflektierten Rest detektiert eine Fotodiode. Vermessen werden auch Dicke und Größe der Pflanzen. Zudem erfassen die Sensoren Klimadaten und die Bodenfeuchtigkeit.

Aus Fotos werden 3D-Bilder

Aus den Daten werden 3D-Bilder der Pflanzen errechnet, die mit denen optimal entwickelter Pflanzen verglichen werden. "Es ist sehr wichtig, dass die Züchter einen sehr schnellen Zugriff auf die Daten haben", sagt Agrarprofessor Girish Chowdhary von der University of Illinois. Dann könnten sie schnell Entscheidungen treffen, um die Produktion zu erhöhen.

Die Forscher haben den Roboter auf Hirsefeldern getestet. Diese Getreideart wird in den USA genutzt, um Biotreibstoffe herzustellen. Ausgehend von den Tests, zeigen sich die Entwickler zuversichtlich, dass der clevere Miniroboter auch zur Diagnose anderen hochwachsender Ackerfrüchte eingesetzt werden kann - etwa auf Weizen- und Kornfeldern oder beim Anbau von Mais und Sojabohnen.

Schneller zu besserem Saatgut

Für Saatguthersteller kommt noch ein anderer Aspekt hinzu. Sie können ohne großen personellen Aufwand die Pflanzen erkennen, die am besten wachsen und den größten Ertrag versprechen. In Kombination mit dem genetischen Fingerabdruck einer jeden Pflanze, der bekannt ist, lassen sich schneller Erfolge erzielen, glauben die US-Wissenschaftler.

Wenn der Roboter in Serie gebaut wird, lassen sich die Kosten auf 5.000 bis 10.000 Dollar reduzieren - wenn Teile im 3D-Druck hegestellt werden. Das ist angesichts von sechsstelligen Preisen für Agrarmaschinen nicht viel, meint Chowdhary. Die Entwicklung des Roboters, der 2021 marktreif sein soll, unterstützt das US-Energieministerium mit 3,1 Mio. Dollar im Rahmen des "Terra"-Programms, dessen Ziel neuartige Geräte für den Ackerbau sind.

Quelle: www.pressetext.com/Wolfgang Kempkens