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Roboter in der Landwirtschaft Die Revolution hat gerade erst begonnen

Sense und Spitzhacke haben bereits länger ausgedient: Damit der Hunger der Welt gestillt werden kann, werden Drohnen, Roboter und vollautonome Landmaschinen den modernen Ackerbau grundlegend umpflügen.

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Feldroboter statt Landmaschine: Künftig könnten Dutzende der autonomen Maschinen ein Feld bewirtschaften. Quelle: David Dorhout

Düsseldorf Taucht das Stichwort „Drohne“ in den Medien auf, geht es meist um zwei Themen: Die fliegenden Killer-Maschinen des US-Militärs oder das „Euro Hawk“-Debakel um den unbemannten Aufklärer der Bundeswehr. Drohnen sind also etwas Militärisches. Mitnichten.

Die größten Einsatzbereiche für Drohnen liegen nicht in den schwer zugänglichen Gebirgen am Hindukusch, sondern direkt vor unserer Haustüre: in der Landwirtschaft. Mittels der Aufnahmen aus der Luft lassen sich eben nicht nur Rückschlüsse auf die Bewegungen mutmaßlich feindlicher Kämpfer ziehen, auch der Zustand von Pflanzen kann genau beobachtet werden. Mit Wärmebild-Kameras kann der Landwirt krankheitsbedingte Veränderungen im Bestand schon zu einem frühen Stadium erkennen. Wachsen die Pflanzen auf einem Feld unterschiedlich schnell, können Dünge- oder Pflanzenschutzmittel gezielt eingesetzt werden.

Dank moderner Drohnen braucht es nur eine Person am Boden, um den Bestand zu überblicken – damit rechnet es sich auch für kleinere Betriebe. Satellitenaufnahmen waren bisher oft zu ungenau, bemannte Flugzeuge und Hubschrauber mit Fotografen an Bord kosteten oft mehr, als durch die Erkenntnisse eingespart werden konnte.

Drohnen sind im Agrarsektor zu einem Modethema geworden. Auch der Landmaschinen-Hersteller Claas arbeitet daran – Fotos soll das Fluggerät aber keine machen. „Wir entwickeln in einem Forschungsprojekt eine Drohne mit Infrarotkamera, die ein Feld vor der Ernte abfliegt und als Wildretter zum Beispiel Rehkitze aufspürt“, sagt Claas-Geschäftsführer Theo Freye.

Yamaha ist da bereits einen Schritt weiter: Die Japaner bauen bereits seit 1990 den Mini-Hubschrauber RMAX, der Reisfelder mit Pestiziden besprüht. 1995 besprühten bemannte Helikoptern in Japan noch 1.328 Hektar, 2011 waren es nur noch 57 Hektar. Im selben Jahr wurden rund 1.000 Hektar von unbemannten Helikoptern besprüht.

Laut einer im Auftrag der AUVSI (Association for Unmanned Vehicle Systems International) entstandenen Studie würden durch die Zulassung von privaten Drohnen im US-Luftraum alleine in den USA innerhalb von drei Jahren 70.000 neue Arbeitsplätze entstehen – das Stichwort ist dabei Präzisions-Landwirtschaft. Der deutsche Verband UAV Dach sieht ähnliches Potential in Deutschland, wenn Sprühmittelhubschrauber im Weinanbau in steilen Hanglagen durch Drohnen ersetzt würden.


Kleine Feldroboter statt vollautomatischen Mähdreschern?

Doch nicht nur in der Luft könnten künftig unbemannte Geräte das Bild der Landwirtschaft nachhaltig verändern. Geht es nach den Vorstellungen von David Dorhout aus Iowa, werden die großen Landmaschinen in Tausende kleine aufgespalten, wie etwa in dem von ihm erfundenen sechsbeinigen Agrarroboter „Prospero“. Dieser sieht aus wie eine rund 50 Zentimeter lange Metall-Krabbe, die mit ihren Aluminium-Beinen über das Feld spaziert. Dank zahlreicher Sensoren erkennt er die wachsenden Pflanzen und umgeht diese. Findet er eine freie Stelle, bohrt er ein kleines Loch und pflanzt einen Samen. Anschließend markiert Prospero die Stelle mit einem Spray und wandert weiter. Statt dem Knattern der Dieselmotoren in heutigen Landmaschinen könnte bald das Surren der E-Maschinen über die Äcker schallen.

Dutzende dieser Pflanzroboter könnten so nahezu autonom ein Feld bewirtschaften – mit Einschränkungen, wie Thomas Engel vom US-Landmaschinen-Hersteller John Deere findet. „Kleine Feldroboter können bei Sonderkulturen oder Reihenfrüchten eingesetzt werden, um etwa Unkraut zwischen den Nutzpflanzen zu bekämpfen“, sagt der Leiter der Forschungsgruppe „Intelligente Lösungen“ in Kaiserslautern. „Hier ist auch der Ertrag pro Fläche deutlich höher, weshalb sich die Entwicklung solcher spezialisierter Geräte lohnen kann.“ Eine Maschine, die für die Ernte der empfindlichen Erdbeeren entwickelt wurde, ist kaum für eine andere Aufgabe zu gebrauchen.

Im großflächigen Getreideanbau, zum Beispiel in Ostdeutschland oder noch mehr in Osteuropa, werden weiter Mähdrescher und große Landmaschinen benötigt. „Kleine Feldroboter können nicht genügend Saatgut oder Erntegut fassen, um große Felder bewirtschaften zu können“, erläutert Engel. Deshalb will John Deere Traktoren und Anhänger intelligenter machen. „Derzeit steht die Entlastung des Fahrers im Vordergrund, dessen Aufgaben immer komplexer werden.“ Auch die Vernetzung der Fahrzeuge untereinander ist ein großes Thema.

Bereits heute können Landmaschinen mit automatisierten Lenksystemen und Satellitensteuerung nahezu selbstständig ein Feld abfahren – und damit die Produktivität erhöhen. „In einem Feldversuch über einen kurzen Zeitraum konnte ein automatisches Lenksystem die Effizienz im Vergleich zu einem Fahrer um etwa fünf Prozent steigern. Auf einen ganzen Arbeitstag gesehen, wenn selbst bei dem besten Fahrer irgendwann die Konzentration nachlässt, sind es teilweise zehn bis zwanzig Prozent“, sagt Engel. „Das betrifft nicht nur die reine Arbeitszeit, sondern auch die Laufzeit der Maschine und damit die Betriebs- und Dieselkosten.“


„Wir sind weiter als die Autoindustrie“

Obwohl solche vollausgerüsteten Maschinen bereits vor zehn Jahren in Versuchen gezeigt haben, dass sie autonom arbeiten können, muss alleine aus Gründen der Produkthaftung derzeit noch ein Fahrer an Bord sein. Der künftige Einsatz vollautomatischer Systeme kann sich vor allem in Osteuropa lohnen. Bereits heute ist es schwierig, gut ausgebildete Fahrer in diesen Regionen zu finden.

Momentan ist es noch sehr kostspielig, einen Traktor mit solchen elektronischen Helfern aufzurüsten. Bei einem mittelgroßen Traktor, der etwa zwischen 100.000 und 200.000 Euro kostet, fallen etwa weitere 50.000 bis 100.000 Euro an. Die Nutzung autonomer Systeme hat in den landwirtschaftlichen Großbetrieben begonnen, wandert jetzt aber in immer kleinere Traktoren. „Bei Maschinen über 200 PS ist mehr als die Hälfte der ausgelieferten Fahrzeugen mit automatischen Assistenz-Systemen ausgestattet, bei kleineren sind es derzeit nur etwa zehn Prozent, Tendenz steigend“, bilanziert Engel. „Es ist ein wenig so wie bei Klimaanlagen in Autos: Anfangs gab es sie nur in teuren Limousinen, heute bekommt man sie in jedem Kleinwagen.“

Simon Blackmore, Professor an der englischen Harper Adams University, ist sich sicher, dass die Robotik in 20 Jahren die Landwirtschaft revolutioniert haben wird. Das ist auch dringend nötig, denn um den Welthunger zu stillen, muss die Nahrungsmittelproduktion je nach Schätzung um 70 bis 100 Prozent steigen.

Die landwirtschaftliche Revolution hat begonnen – aus der Sicht von Thomas Engel ist die Automatisierung auf dem Feld bereits weiter fortgeschritten als in der sonst viel beachteten Autoindustrie auf der Straße: „Mit einem großen Unterschied – bei uns bieten autonome Systeme durch die Effizienzsteigerung einen echten Kundennutzen, während ein selbstfahrendes Auto hauptsächlich den Fahrer entlastet.“

In unserer Themenwoche Landwirtschaft bereits erschienen:
Beerenhunger. Wie Landwirte den Hunger auf die Trendzutat Holunder stillen.

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