Die Robotik-Revolution in der Landwirtschaft verstehen: die Alternative, auf die die Landwirtschaft gewartet hat!

Landwirtschaftliche Robotik: Die vielversprechenden Alternativen

Im letzten Jahrhundert musste sich die Landwirtschaft weiterentwickeln, um den Bedürfnissen einer ständig wachsenden Bevölkerung gerecht zu werden. Dank der Mechanisierung und der Fortschritte in der Chemie konnte die Produktion auf der gleichen Fläche explosionsartig gesteigert werden, während gleichzeitig der Arbeitsaufwand für die Erzeugung sank. Heute stehen die Landwirte vor neuen Herausforderungen: Sie müssen wettbewerbsfähig bleiben und gleichzeitig Mensch und Umwelt schützen. Forschung, Industrie und Start-ups bieten jedoch neue technologische Möglichkeiten (Sensoren, Drohnen, Robotik, Datenmanagement usw.), um die Landwirtschaft bei diesem Übergang zu begleiten. Das gemeinsame Ziel besteht darin, der Landwirtschaft zu helfen, die Qualität ihrer Produktion zu steigern und zu verbessern, indem ihre Auswirkungen verringert werden. Die Robotik ist eine der vielversprechendsten Lösungen. Kleinere und leichtere Roboter werden immer präziser und effizienter, und ihr großflächiger Einsatz könnte den Landwirten helfen, mehr zu produzieren und gleichzeitig die Umwelt besser zu schützen.

Die folgenden Fotos dienen nur dazu, Ihnen die auf dem Markt erhältlichen Roboter vorzustellen, nicht zur Illustration des Textes.

FD20 Saat- und Jätroboter. Foto von Südzucker

      die Robotik-Revolution

Was ist Agrarrobotik?

Ein Roboter ist ein mechatronisches Gerät, das Mechanik, Elektronik und Computer vereint. In der Landwirtschaft sind sie keine Neuheit, denn die ersten Prototypen tauchten Ende der 1970er Jahre auf, um Landwirten beim Pflügen, Melken und Obstpflücken zu helfen. Damals handelte es sich jedoch noch um gelenkige Teile, die an den vom Landwirt zu bedienenden Maschinen befestigt waren und daher nicht sehr autonom arbeiteten, und sie blieben aufgrund zahlreicher technologischer Hindernisse ein Einzelfall. In den letzten Jahren haben Roboter in der Landwirtschaft dank der Fortschritte in der Forschung in den Bereichen Robotik, Informationstechnologie und Telekommunikation einen neuen Aufschwung erlebt. Viele technologische Hindernisse wurden beseitigt, und die neueste Generation hat nicht nur an Raffinesse und Autonomie, sondern auch an Ehrgeiz gewonnen. Es geht nämlich nicht nur darum, den Alltag der Landwirte zu erleichtern, sondern auch darum, die Gesamtleistung des Agrarsektors zu verbessern. Vor dem Hintergrund des derzeitigen Wandels in den Bereichen Ernährung, Demografie, Energie, Ökologie und Wirtschaft kann diese Technologie zur Entwicklung einer nachhaltigeren Landwirtschaft beitragen.

Oz der Assistenzroboter. Foto von Naïo Technologies

 Der aktuelle Stand

Die heutigen Roboter können hacken, säen, sprühen, Pflanzen überwachen, Unkraut vernichten, mähen und ernten. Sie werden von dem Benutzer, der sie steuert, ferngesteuert oder im Voraus programmiert. Er kann dann andere, komplexere und lohnendere Aufgaben für seinen Betrieb übernehmen und in Echtzeit mit seiner Maschine kommunizieren und Informationen vom Feld abrufen. Das erfolgreichste Beispiel für den Einsatz sind die Milchbauern, die sich in Frankreich niedergelassen haben und von denen 50 % in Melkroboter investieren. Diese Roboter gleichen die Mühsal und den Mangel an Arbeitskräften im Milchsektor aus, und die Vorteile sind zahlreich: Verkürzung der Arbeitszeit, Flexibilität in der Arbeitsorganisation, Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit der Milchwirtschaft...

Der Reifegrad von Melkrobotern und Feldrobotern ist nicht derselbe, insbesondere aufgrund des Arbeitsumfelds und der Entwicklungszeit, die für diese Technologien aufgewendet wurde. In der Tat sind Melkroboter jetzt mehr als 20 Jahre alt, 10-15 Jahre länger als die ersten Feldroboter.

Lelys Melkroboter. Foto von Modern Farmer

 Ein maßgeschneiderter Anbau

Die Roboter können mit zahlreichen Sensoren an Bord ausgestattet werden, die mehrere Millionen Daten gleichzeitig und in Echtzeit erfassen und analysieren: Kartierung der Kulturen, Reifung der Pflanzen, Messung der Milch- oder Weidequalität, Erkennung von Krankheiten und Schädlingen usw. Diese Daten werden dann auf Informationsträger übertragen, mit denen die Landwirte eine hochpräzise Landwirtschaft betreiben können. Anhand dieser Daten können die Landwirte gezielt auf die Bedürfnisse der Kulturen oder Herden eingehen, um vernünftig und überlegt zu handeln. Dank der Präzision des Roboters und der von ihm gesammelten Daten kann der Einsatz von Betriebsmitteln reduziert oder sogar ganz vermieden werden. Der Roboter kann dann so programmiert werden, dass er genau an dem Ort und zu dem Zeitpunkt arbeitet, der am besten geeignet ist.

Durch präziseres Arbeiten, Werk für Werk, lassen sich zahlreiche Einsparungen erzielen: höhere Produktivität, geringere Betriebsmittel, bessere Qualität der Produktion und vor allem eine geringere Umweltbelastung.

Titan FT35 Jätroboter. Foto von Farmwise

 Gesteigerte Rentabilität

Die Robotisierung ist eine Technologie, die für einen Betrieb kostspielig sein kann. Aber der Roboter kann sich sehr schnell amortisieren, wenn er klug eingesetzt wird. Erstens ist der Roboter nur durch seine Autonomie eingeschränkt. Da er nicht stundenweise bezahlt wird und auch nicht den Abgaben des Arbeitgebers unterliegt, ist er umso rentabler, je mehr er arbeitet. Und auch wenn seine Autonomie und Ausführungsgeschwindigkeit noch weit von seinem maximalen Potenzial entfernt sind, könnte er rund um die Uhr und an 365 Tagen im Jahr arbeiten und alle ihm übertragenen Aufgaben erledigen. Die Landwirte wären dann endlich Herren der Zeit, sie müssten nur noch das Wetter kontrollieren!

Kleiner und leichter, elektrisch, thermisch oder hybrid, verbrauchen die Roboter weniger Energie. Die Energiekosten können bis zu 1-3 Dollar pro Hektar betragen, das ist fast 10 bis 20 Mal weniger als ein Traktor für dieselbe Fläche. Es gibt sogar Maschinen, die mit Solarenergie betrieben werden. Wenn man die Einsparungen bei den Betriebsmitteln, die Zeitersparnis und die agronomischen Vorteile für die einzelnen Kulturen und Böden zusammenzählt, hat der Landwirt mehrere Möglichkeiten, seinen Roboter rentabel zu machen, die Qualität seiner Produktion zu verbessern und seine Wettbewerbsfähigkeit zu steigern.

Der kollaborative Roboter Burro. Foto von Burro

 In den letzten Jahren hat sich die Landwirtschaft rasant entwickelt, und die Robotik hat die fehlenden Werkzeuge geliefert, um bessere Qualitätsprodukte zu wettbewerbsfähigen Preisen zu erzeugen und dabei Mensch und Umwelt zu schonen. Die Robotik in der Landwirtschaft ist im Vergleich zu Traktoren noch jung, aber künftige Robotergenerationen werden autonom sein und eine größere Anpassungsfähigkeit aufweisen. Die Weiterentwicklung der künstlichen Intelligenz wird die Zusammenarbeit zwischen Maschine und Umwelt erleichtern, was die Tür zu noch mehr Möglichkeiten öffnen wird.

       Zu bewältigende Herausforderungen

 Die aktuelle Situation

Trotz eines schnell wachsenden Marktes und auf dem Papier sehr attraktiver Produkte hat die Agrarrobotik noch einige Herausforderungen zu bewältigen. Die meisten Hindernisse hängen mit der Technologie selbst zusammen. Die Robotik ist eine komplexe Wissenschaft, und es gibt nur wenige Menschen, die dieses Wissen beherrschen. Die Entwicklungs- und Forschungskosten stellen für diese Unternehmen ein erhebliches Budget dar. Die Forschung und der Fortschritt in der Agrarrobotik werden hauptsächlich in etwa 20 Labors in der ganzen Welt durchgeführt. Frankreich ist mit 1300 Forschern auf dem Gebiet der Robotik eines der wichtigsten, aber nur wenige sind auf den Agrarsektor spezialisiert. Der Agrarrobotersektor könnte mit 20 Milliarden Dollar den zweitgrößten Markt der Welt darstellen. Doch im Moment sind die Unternehmen aufgrund fehlender Finanzmittel gezwungen, sich bei der Entwicklung ihrer Technologie auf Nischenmärkte zu konzentrieren.

 Agrarroboter sind eine technologische Revolution, wie es die Mechanisierung im 19. Jahrhundert war. Wie bei der Mechanisierung zuvor, wird das Wachstum durch verschiedene technische Aspekte gebremst, aber nicht nur. Andere rechtliche und wirtschaftliche Faktoren bremsen den Fortschritt dieser Technologie. 

Bakus Weinberg-Roboter. Foto von Vitibot

 Das landwirtschaftliche Umfeld

Industrieroboter führen sich wiederholende Aufgaben in vorhersehbaren und sicheren Umgebungen aus. Landwirtschaftsroboter hingegen müssen sich in ständig wechselnden Umgebungen mit vielen unvorhersehbaren Variablen wie Wetterbedingungen, Hindernissen, Menschen und Bodenarten entwickeln. In der Landwirtschaft gibt es außerdem eine große Vielfalt an Arbeiten, Parzellen und Werkzeugen, die die Entwicklung von Standardlösungen erschweren. Daher gibt es auf dem Markt Roboter, die für bestimmte Aufgaben oder Anbaumethoden vorgesehen sind.

Wenn sich die Robotik auf dem Markt durchsetzen will, müssen ihre Produkte besser an die landwirtschaftlichen Praktiken und die Benutzer angepasst werden können, etwas, das die Traktorhersteller im Laufe der Jahre integriert haben.

Omnipowe Multi-Tasks Roboter. Foto von businesswire.com

 Verbesserung der Robustheit

Die Robotik wird Fortschritte bei der Robustheit ihrer Maschinen machen, ein entscheidendes Kriterium für die Entwicklung im Agrarsektor. Leichte und robuste Maschinen zu bauen ist eine Herausforderung, die Zeit braucht. Moderne Traktoren sind mit der Zeit immer anspruchsvoller geworden, so dass die Wartung ein großes Budget für Landwirte darstellt, die für die Reparatur ihrer Maschinen regelmäßig externes Fachwissen benötigen. AgTech-Unternehmen müssen die Robustheit ihrer Maschinen verbessern und die Wartungskosten senken. Indem sie ihre Wartungskosten senken, können sie mit dem wirtschaftlichen Modell der Traktoren konkurrieren, das zwar sehr robust ist, aber eine regelmäßigere und teurere Wartung erfordert.

GUSS-Sprühroboter. Foto von Guss Automation

 Arbeitszeit und Autonomie

Die Hersteller haben die Wahl zwischen einer thermischen Lösung, die mehr Autonomie bietet, aber die Umwelt stärker belastet, und einer elektrischen Lösung, die weniger Autonomie bietet, aber umweltfreundlicher ist. Es gibt auch gemischte Lösungen, sogenannte Hybride, die die Vorteile und Einschränkungen beider Kategorien kombinieren.

Die Elektroroboter bearbeiten im Durchschnitt einige Hektar pro Tag, was je nach Anzahl der Batterien an Bord und der Arbeit variiert. Diese Autonomie kann für den Gemüse- und Weinanbau ausreichen, ist aber für Großkulturen noch gering. Die elektrischen Batterien und ihr Aufladen schränken die Arbeitszeit und die tägliche Logistik des Landwirts ein. Mit der Zeit und der Entwicklung von Elektrofahrzeugen können wir hoffen, das volle Potenzial von 24 Stunden Arbeit pro Tag zu erreichen, und warum nicht mit einer totalen Solaraufladung.

Für alle auf dem Markt befindlichen Lösungen müssen wir verstehen, wie autonom Roboter sind und wie autonom sie in den nächsten 5-10 Jahren sein werden. Heute ist die Anwesenheit des Menschen noch erforderlich, um den Roboter einzustellen, zu überwachen, zu steuern oder zu unterstützen. Die Entwicklung der künstlichen Intelligenz dürfte die Notwendigkeit der menschlichen Anwesenheit in Zukunft verringern. Durch die Einbindung dieser Technologien werden sich Roboter besser an ihre Umgebung anpassen, sie analysieren und Entscheidungen treffen, um sich entsprechend ihrer Entwicklung zu bewegen.

Robotti Multi-Tasks Roboter. Foto von Agrointelli

 Senkung der Kosten

Jede dieser Technologien ist mit hohen Kosten verbunden, die man verstehen muss. Um eine Vorstellung zu bekommen, muss man für einen Roboter, der Aufgaben auf 1-2 ha erledigt, zwischen 20 000 und 30 000 $ rechnen. Für Roboter mit einer Kapazität von mehr als 40 ha muss man mit 150 000 bis 500 000 $ rechnen. Diese hohen Preise sind durch hohe Entwicklungskosten, teure elektronische und elektrische Komponenten, sehr geringe Produktionsmengen, geringe Industrialisierung und geringe Wettbewerbsfähigkeit in diesem Sektor gerechtfertigt. Wie kann ein Roboter zu diesem Preis mit den Traktoren der Landwirte konkurrieren? Aus diesem Grund finden wir auf dem Markt hauptsächlich Roboter, die für Sektoren mit hoher Wertschöpfung bestimmt sind, in denen Traktoren schlechte Ergebnisse erzielen oder in denen ein Mangel an Traktorfahrern herrscht, wie z. B. im Weinbau, im Gartenbau und im Obstbau. Der Kauf eines Roboters ist eine Investition, siehe den Artikel Wie tätigt man eine erfolgreiche Investition in Agrarroboter ? es ist notwendig, sich zu informieren, sich beraten zu lassen und die Rentabilität des Projekts langfristig zu prüfen. Es ist wichtig, die Bereiche zu identifizieren und sich auf die Aufgaben zu konzentrieren, bei denen der Roboter einen hohen Mehrwert bringt, um die Rentabilität schneller zu steigern.

AgTech Market kann Ihnen bei der Durchführung von Rentabilitätsstudien helfen, um die Durchführbarkeit Ihres Projekts zu gewährleisten.

AgBot Multi-Tasks Roboter. Foto von AgXeed

 Verspätete Gesetzgebung

Es gibt keine Gesellschaft, die vorhersehen könnte, dass landwirtschaftliche Maschinen eines Tages autonom werden könnten. In einigen Ländern wie Australien gibt es für diese Maschinen keine besonderen Normen. Chance oder Risiko? Das ist schwer zu sagen. Andere Länder, wie die Vereinigten Staaten, haben sich dafür entschieden, den Hersteller im Falle eines Unfalls haftbar zu machen. Diese Entscheidung zwingt die Hersteller dazu, ihre Sicherheit weiter zu verbessern, schränkt sie aber in ihrer Anwendung stark ein. Auf europäischer Ebene stützt sich die Agrarrobotik auf einen Text aus dem Jahr 2006, der sich mit Landmaschinen befasst und nicht im Geringsten an die Robotisierung, ihre Zwänge und ihre Anwendungen angepasst ist. Auf jeden Fall müssen sich die Akteure der Agrarrobotik strukturieren und an einer gemeinsamen und einheitlichen Gesetzgebung arbeiten, wenn sie das Potenzial ihrer Technologie voll ausschöpfen wollen. Aber nicht nur sie werden an der endgültigen Entscheidung beteiligt sein, auch die Gesetzgebung der Länder wird sich anpassen und die richtigen Entscheidungen treffen müssen, denn die Welt verändert sich schnell und die Landwirtschaft auch.

Juliet Sprühroboter. Foto von Swarm Farm

 Die Herausforderungen der Agrarrobotik, seien sie technologischer, wirtschaftlicher oder gesetzlicher Natur, sind real, werden aber mit der Zeit überwunden werden. Wenn diese Technologie die Landwirtschaft revolutionieren will, muss sie verstehen, wie sie funktioniert, was auf dem Spiel steht und sich an die Zwänge dieses Sektors anpassen, der noch weit davon entfernt ist, die volle Komplexität seiner Maschinen zu verstehen.

 Das volle Potenzial

Die Automatisierung wird die Landwirtschaft verändern und neue Techniken und Anbaumethoden ermöglichen, die bisher als unmöglich galten.

 Verbesserung der Produktionsqualität und Verlagerung der Produktion

Wenn wir uns für eine industrielle und chemische Landwirtschaft entschieden haben, dann um unsere Erträge zu sichern, unsere Produktivität zu steigern und gleichzeitig die Zahl der benötigten Arbeitskräfte zu verringern. Wir haben unsere Produktion in spezialisierte Gebiete exportiert, in denen alle Bedingungen erfüllt sind, um viel und billig zu produzieren, ohne sich um die Umweltauswirkungen zu kümmern.

Stellen Sie sich nun eine landwirtschaftliche Welt vor, in der alle schweren Aufgaben von Robotern erledigt werden, eine Welt, in der wir unsere Produktivität steigern und gleichzeitig unseren Verbrauch an Betriebsmitteln um 90 % senken. Eine Welt, in der wir unsere Böden, unsere Luft und die Lebensmittel, die wir essen, respektieren und schützen. Eine Welt, in der die Robotik in großem Maßstab für alle zugänglich geworden ist und es uns ermöglicht, die Produktion in Regionen zu verlagern und zu diversifizieren, in denen dies bisher nicht möglich oder nicht rentabel war.

Aber die Möglichkeiten sind noch zahlreicher, denn die Arbeitszeit wird nicht mehr unser wichtigstes Kriterium sein, die einzige Grenze wird die menschliche Vorstellungskraft sein.

Meiner Meinung nach hat die Welt durch die Entwicklung dieser fortschrittlichen Technologie die Möglichkeit, ihre technologische Entwicklung unter Beweis zu stellen und gleichzeitig die Umwelt und die Menschen zu schützen. In die Robotik zu investieren bedeutet heute, in eine effizientere und respektvollere Landwirtschaft zu investieren. Es bedeutet, neue Berufe, neue Möglichkeiten und neue Berufungen zu schaffen. Es bedeutet, sich am Übergang zu einer besseren Landwirtschaft auf globaler Ebene zu beteiligen.

 Und für die Unentschlossenen: Auch mit der Roboterisierung der Landwirtschaft ist und bleibt der Mensch im Zentrum des landwirtschaftlichen Prozesses, wir werden uns einfach anpassen, so wie wir es im Laufe der Jahrhunderte immer getan haben!

Wenn Sie mehr über Roboter und ihre Entwicklung erfahren möchten, können diese Informationen Ihnen helfen!

Was denken die Landwirte über die Robotik?

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Wo können Sie den richtigen Roboter für Ihren Betrieb finden und sich über neue Produkte informieren?

• AgTech Market | Liste der alternativen Produkte zum Einsatz von Pestiziden

• Ducksize | Katalog von Robotern nach Kulturen oder Aufgaben

• Future Farming | Katalog von Robotern nach Aufgaben

• GOFAR & FIRA | Internationale Robotik Inhalte & Veranstaltung

Wie bereiten Sie Ihre Investition in eine Robotiklösung richtig vor?

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