Smart Farming spielt eine große Rolle in der Landwirtschatft der Zukunft

Smart Farming durch Intelligente Mobile Maschinen

Smart Farming hilft durch moderne Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT) die Landwirtschaft in ein neues Zeitalter zu führen. Ziel ist es die Lebensmittelerzeugung effizienter und gleichzeitig nachhaltiger zu gestalten. Intelligente Mobile Maschinen und Agrarroboter sind ein wichtiger Baustein, der einen großen Beitrag zum Erreichen dieses Ziels beitragen kann.

Was ist Smart Farming?

Daten, Daten und Daten

Smart Farming setzt auf moderne Methoden der digitalen Datenverarbeitung. Dazu werden möglichst viele Daten z.B. durch intelligente Sensorsysteme aufzunehmen und diese für die optimierte Planung, Durchführung und Dokumentation von Arbeitsgängen einzusetzen. Dadurch wird eine Ertragssteigerung bei gleichzeitiger Reduzierung des Ressourceneinsatzes angestrebt. Diese Mehrwerte ergeben sich durch eine abgestimmte Unterstützung bei der Entscheidungsfindung und einer optimierten Prozessdurchführung.

Entscheidungshilfe durch smarte Verknüpfung der Daten

So bringt man beispielsweise die durchgeführten Arbeitsgänge in Zusammenhang mit den ausgebrachten Mitteln, dem vorherrschenden Wetter sowie der Bodenbeschaffenheit und den daraus resultierenden Erträgen oder Wachstumsphasen der Frucht. Über künstliche Intelligenz sollen dann Zusammenhänge und Muster innerhalb dieser Datenmengen erkannt und als Handlungsempfehlungen bei der Entscheidungsfindung herangezogen werden.

Unterstützung durch intelligente Assistenzfunktionen

Im Smart Farming werden auch Intelligente Mobile Maschinen und Agrarroboter eine sehr wichtige Rolle spielen. Denn: Durch die Automatisierung ganzer Arbeitsgänge in der Landwirtschaft kann die Effizienz der Prozesse stark optimiert werden. Ein erster Schritt Effizienzsteigerungen durch Smart Farming zu erreichen ist bereits in vollem Gange: Intelligente Assistenzsysteme unterstützen die Durchführung der Arbeitsprozesse mit Hilfe leistungsfähiger Sensoren, die dazu passend die Aktoren in einer nie gekannten Präzision und Geschwindigkeit ansteuern können. So erreicht man eine höhere Flächenleistung bei gleichzeitig optimierter Qualität. Zusätzlich steigt der Fahrer nach getaner Arbeit erheblich entspannter von seiner mobilen Arbeitsmaschine.

Anbaugeräteautomatisierung Vineyard Pilot Assistant

Ein passendes Beispiel dazu ist der Vineyard Pilot Assistant der Firma Braun Maschinenbau. Dieser erkennt mit Hilfe eines Umfeldsensors die einzelnen Pflanzen und steuert die Anbaugeräte für die mechanische Bodenbearbeitung im Weinbau so flink und präzise, dass bei bestimmten Gerätekombinationen eine Verdopplung der Arbeitsgeschwindigkeit erreicht werden kann. Zusammen mit dem Spurführungssystem RowCropPilot assist wird der Bediener außerdem vom Lenken innerhalb der Pflanzenreihen entbunden.

Bereits durch intelligente Assistenzfunktionen können Effizienzsteigerungen durch Smart Farming erreicht werden.
Der Vineyard Pilot Assistant von Braun Maschinenbau aus Landau ist ein gutes Beispiel für die Möglichkeiten, die Smart Farming durch Assistenzfunktionen auch in Sonderkulturen wie dem Weinbau bietet.

Agrarroboter und Intelligente Mobile Maschinen im Smart Farming

Einen Schritt weiter gehen (teil-) autonome Smart Farming Systeme, die von der technischen Ausstattung bereits in der Lage sind, ganze Arbeitsgänge ohne Nutzereingriff durchzuführen. Dazu wird neben Sensordaten des Fahrzeugs zur lokalen Navigation (Odometrie, Inertialsensorik und Umfelderfassung) in vielen Fällen auch auf eine absolute Positionierung mit Hilfe globaler Navigationssatellitensystem wie z.B. GPS, Galileo, Glonass oder Beidou zurückgegriffen. Diese können über erdnahe Satelliten die Position des Fahrzeugs auf wenige Zentimeter genau bestimmen.

(Teil-)Autonome Systeme wie die hier zu sehende Spritzraupe sind ein weiterer Schritt im Smart Farming.
Eine (teil-)autonomes Raupenfahrzeug vom Typ NIKO HY-40 wird zum Ausbringen von Pflanzenschutzmitteln in den sehr engen Reihen des Burgund eingesetzt. Der Bediener kann durch die intelligente Steuerung das Fahrzeug aus der Ferne überwachen und ist damit vor den chemischen Pflanzenschutzmitteln sicher.

Intelligente Umfelderfassung zur automatisierten und kontinuierlichen Datengewinnung

Immer häufiger werden solche autonomen Arbeitsmaschinen oder Agrarroboter auch mit zusätzlicher Sensorik ausgestattet. Dadurch erfasst das intelligente System während der Durchfahrt kontinuierlich weitere Informationen über den Zustand der Pflanzungen. Dazu kommen klassische Kamerasysteme mit einer intelligenten Auswertung, basierend auf künstlicher Intelligenz, zum Einsatz. So erkennt und klassifiziert das System Unkräuter und zählt Früchte. Anschließend erfolgt eine Automatische Dokumentation mit Reifegrad der einzelnen Früchte. So kann über die Zeit ein Wachstumsmonitoring realisiert werden, das in Zusammenhang mit anderen Daten z.B. über Düngevorgänge oder das vorherrschende Wetter, tiefgründige Aussagen über Ursache und Wirkung von Arbeitsgängen erlaubt.

Immer mehr Daten, die unter anderem mit künstlicher Intelligenz aus Umfeldsensoren gewonnen werden, können gewinnbringend im Smart Farming eingesetzt werden.
Basierend auf Daten der Umfelderfassung können z.B. Bäume gezählt und kartiert oder die Fläche der Laubwand zur Realisierung von Smart Farming Pflanzenschutzspritzen herangezogen werden.

Präventive Krankheitserkennung durch Multi- und Hyperspektralkameras

Ebenfalls erlauben Multi- oder Hyperspektralkameras einen Einblick in den Gesundheitszustand der Pflanzen. So kann dann in weiteren Arbeitsgängen z.B. eine proaktive Behandlung mit Pflanzenschutzmitteln genau an den Stellen stattfinden, wo bereits ein Schädlingsbefall detektiert wurde. Dies sorgt für gesündere Pflanzen, die einen höheren Ertrag bringen, während gleichzeitig Mittel eingespart werden können. Solche Verfahren werden unter anderem gerade im EU-Horizon 2020 Forschungsprojekt ATLAS untersucht.

Der digitale Fahrer als Ausgangspunkt von Smart Farming

Der RowCropPilot der Robot Makers GmbH bietet die perfekte Grundlage zur Realisierung solcher Smart Farming Lösungen. Das Anwendungs-Kit, das durch Hersteller auf den eigenen Serienfahrzeugen nachgerüstet werden kann, bringt die gesamte Technologie zum autonomen Fahren in reihengepflanzten Sonderkulturen mit sich. Die passende intelligente Anbaugeräte-Automatisierung oder Sensorerfassung kann kundenindividuell und nahtlos integriert werden.

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