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Projekt RoBivaL: Vergleich von Landwirtschafts- und Weltraumrobotik in Bezug auf Bodeninteraktion und Fahreigenschaften

Mobile Roboter werden zunehmend in der modernen Landwirtschaft eingesetzt, zum Beispiel bei Aussaat oder Beikrautbekämpfung. Ein wichtiges Kriterium für den Einsatz von Robotersystemen auf dem Feld ist das autonome Arbeiten der Maschinen, die bei ihrer Arbeit möglichst selbstständig agieren und während der Fahrt nur minimal in den Boden eingreifen sollen. Das Projekt RoBivaL hat verschiedene Konzepte der Roboterfortbewegung aus der Weltraumforschung und aus landwirtschaftlichen Anwendungen in Experimenten unter landwirtschaftlichen Bedingungen verglichen. Die Raumfahrt-Expertise in dem Kooperationsvorhaben kam vom Robotics Innovation Center des Deutschen Forschungszentrums für Künstliche Intelligenz (DFKI), jene aus der Landwirtschaft von der Hochschule Osnabrück.

 


In den Experimenten kamen vier Robotersysteme zum Einsatz, von denen zwei (Artemis & SherpaTT) ihren Ursprung in der Raumfahrt haben und zwei weitere (Naio Oz & BoniRob) speziell für den landwirtschaftlichen Bereich entwickelt wurden. Die Wissenschaftler untersuchten, wie die Roboter sich auf landwirtschaftlichen Flächen bewegten und welche bodenschonenden Eigenschaften sie dabei aufwiesen. Ebenso führten die Projektmitglieder Lokomotionsexperimente durch, um das allgemeine Fahrverhalten, die Zugkraft, die Fähigkeit zur Hindernisüberwindung und die Bodeninteraktion zu analysieren. Sie berücksichtigten dabei verschiedene, für das Einsatzgebiet typische Bodenbedingungen, die in Bezug auf Feuchtigkeit und Dichte variierten.

 

Die Tests zeigten, dass die fortschrittlichen Fortbewegungskonzepte, wie sie in der Weltraumrobotik verwendet werden, auch positive Auswirkungen auf bestimmte Anforderungen in der Landwirtschaft haben, wie z. B. die Manövrierfähigkeit bei Nässe und die Bodenerhaltung. Die Ergebnisse verdeutlichen damit das Potenzial für Design-Innovationen in der Agrarrobotik – inspiriert von oder transferiert aus der Raumfahrt.

 

Das Journal of Field Robotics veröffentlichte die vergleichende Studie von Bodeninteraktion und Fahreigenschaften verschiedener Landwirtschafts- und Weltraumroboter in einer landwirtschaftlichen Umgebung (siehe Wirkus et al. 2024). Gefördert wurde das Projekt durch die Deutsche Raumfahrtagentur mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz im Rahmen des INNOspace Innovations- und Transfervorhaben aus dem Nationalen Programm für Weltraum und Innovation. Weitere Informationen unter: https://www.dlr-innospace.de/projekt/robival/.

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