Wenn Roboter die Apfelernte übernehmen

Am Bodensee ist die Apfelernte noch immer mit viel Handarbeit verbunden. 2024 wurden nach Angaben des Kompetenzzentrums Obstbau-Bodensee 246.700 Tonnen Äpfel geerntet - das entspricht etwa 1,6 Milliarden einzelnen Pflückvorgängen. Digitalisierung und Automatisierung können deshalb einen wichtigen Beitrag zu einer zukunftsfähigen Landwirtschaft leisten.

Die Vision der beiden Hochschulen RWU und der DHBW Ravensburg ist ein Pflückroboter. Am Technikcampus Friedrichshafen der DHBW arbeiteten die Wissenschaftler*innen daher zunächst an einer entsprechenden Simulation. Mit dieser konnte zum Beispiel die Funktion der Sensoren in verschiedenen Wetterbedingungen getestet werden. Außerdem wurden verschiedene Sicherheitsszenarien virtuell erprobt, beispielsweise das Erkennen von Personen. Das Arbeiten mit einer Simulation spart bei der Entwicklung des realen Roboters Zeit und Kosten. 

Eine KI bestimmt den Reifegrad und sagt Erntemengen voraus

Die Forschenden der RWU entwickelten unter der Federführung von Professor Dr. Jörg Eberhardt eine Künstliche Intelligenz, die den Reifegrad der Äpfel bestimmen kann. Sie prognostiziert die Erntemengen und bestimmt den idealen Erntezeitpunkt. Die Informationen werden den Obstbauern nutzerfreundlich über eine App bereitgestellt. Diese entwickelten und erprobten Professor Dr. Markus Lauterbach von der RWU und sein Team. Der Roboter dreht mithilfe von Kameras und GPS-Signalen autonom seine Runden. Für das Projekt verantwortlich an der DHBW waren Professor Dr. Thomas Dietmüller und als Akademischer Mitarbeiter Pranav Gangavarapu. 

InMach bringt die mobile Systemplattform ein, vision&robotics weitere Robotikkompetenz. Mehr als eine halbe Million Euro investiert das Bundeswirtschaftsministerium in das Zukunftsprojekt. Der erste Praxistest wurde auf dem Obsthof Bernhard in Kressbronn durchgeführt. Bei der Demonstration bewegten die RWU-Mitarbeiter Fabian Heller und Chaitanya Grandhi gemeinsam mit Charan Ram Akupati von InMach den Prototypen zunächst in Schrittgeschwindigkeit durch die Plantage. 

Serienreifer Erntehelfer könnte in drei Jahren entstehen

Perspektivisch soll das System autonom und rund um die Uhr arbeiten können. Die Bedingungen in einer Apfelplantage sind anspruchsvoll: wechselndes Licht, Wind und Wetter, Äste und Blätter sowie Menschen im Arbeitsbereich. Anders als in einer geordneten Logistikhalle muss der Roboter ein ständig veränderliches Umfeld zuverlässig erkennen - auch bei Nacht. „Unsere Vision ist es, ab 2027  den Roboter bei Pilotkunden durchlaufen zu lassen“, sagt Jörg Eberhardt. Nach Einschätzung von InMach könnte ein serienreifer Erntehelfer in rund drei Jahren entstehen.

Diese Technologie ist nicht nur für die Ernte interessant. Denkbar sind auch Anwendungen beim Winterschnitt, bei der Optimierung des Pflanzenschutzes oder bei der Einschätzung von Schädlingsbefall. Der Obsthof Bernhard stellt seine Plantage weiterhin als Testfeld zur Verfügung. Damit bleibt die Region ein Reallabor für die Frage, wie KI, Simulation und Robotik die Arbeit im Obstbau künftig erleichtern können.