Würzburg. Forscher der Universität Würzburg entwickeln neuen Laserscanner, die auch bei Nacht und bei widrigen Bedingungen arbeiten können.
Wer hätte gedacht, dass Technologie und Apfelbäume so gut zusammenpassen? In Würzburg trifft Robotik auf Landwirtschaft, denn dort wurde ein neuartiges 3D-Laserscannersystem entwickelt, das schon bald Ernterobotern helfen könnte, die Menschen auf dem Feld zu unterstützen. Die Herausforderung: Gerade bei der Ernte von Erdbeeren, Spargel oder Äpfeln fehlen häufig Arbeitskräfte. Nun tüftelten Robotiker an der Julius-Maximilians-Universität Würzburg gemeinsam mit dem Leibniz-Institut für Agrartechnik und Bioökonomie in Potsdam an einer Lösung.
Feldroboter sollen besser arbeiten
Ihr neu entwickelter Scanner soll Feldroboter so ausstatten, dass sie den Zustand von Pflanzen präzise erfassen können. Dazu zählt unter anderem die Messung des Wassergehalts von Früchten – ein entscheidendes Kriterium für den richtigen Erntezeitpunkt. Die ersten Tests fanden auf einer Versuchsfläche in Potsdam statt, wo das Gerät 120 Apfelbäume umrundet (siehe Bild oben die nächtliche Arbeit), die in einem Spalier aufgereiht stehen. Dabei zeigte sich: Die neuen Sensoren liefern aussagekräftige und räumlich exakte Daten, heißt es in einer Aussendung der Uni.
Laut Robotik-Professor Andreas Nüchter ist es besonders relevant, dass Roboter künftig in der Lage sind, sehr unterschiedliche Pflanzenformen zuverlässig zu „lesen“. Die Besonderheit des Systems liegt in der Verwendung von strukturiertem Licht, bestehend aus drei separaten Wellenlängen: grün, rot und nahe Infrarot. Jede dieser Wellenlängen gibt ein differenziertes Bild über äußere Merkmale und physiologische Zustände der Pflanzen ab. Die reflektierten Lichtsignale werden dann separat ausgewertet, sodass sich neben dem Wuchs auch Eigenschaften wie der Wassergehalt analisieren lassen. Das Monitoring der Apfelbäume läuft bis mindestens November 2025 weiter. Der Scanner ist so gebaut, dass er Wind und Wetter trotzt und bei Temperaturen zwischen 0 und 40 Grad Celsius funktioniert.
Anbau und Ernte besser steuern
Je genauer die Daten zur Fruchtentwicklung sind, desto besser lassen sich Anbau, Ernte und Lagerung steuern. Das ist angesichts wechselhafter Witterung und globaler Klimaveränderungen für die Landwirtschaft von großer Bedeutung. Der neue Scanner kann deshalb nicht nur für Forschung und Modellierung wertvolle Rückschlüsse liefern, sondern auch für kommende kommerzielle Ernteroboter. Zu beachten ist aber, dass der Scanner nur für experimentelle Zwecke konzipiert wurde. Das verwendete Laserlicht ist stark und kann bei direktem Blickkontakt für Menschen gefährlich werden. Daher wird der Zutritt zu den Testbereichen streng kontrolliert, während für die Pflanzen keine Gefahr besteht.
Interessanter Nebenaspekt: Das Team um Nüchter bringt ähnliche Verfahren auch in die Weltraumforschung ein, etwa zur Suche nach Wasser auf dem Mond oder Mars. Unterstützung erhält das Projekt dabei unter anderem von der Europäischen Weltraumagentur.
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