RoLand
Robotik in der Landwirtschaft
Ziel des Projekts RoLand ist die Entwicklung eines teilautonomen, mobilen Erntesystems, das Obst auch im Freiland eigenständig pflücken kann. Im Gegensatz zu anderen Systemen, die vor allem in Gewächshäusern arbeiten, ist der im Projekt entwickelte Roboter speziell auf die Herausforderungen von Freilandkulturen – wie Witterung und unebenes Gelände – ausgelegt. Das vielseitige und kosteneffiziente System eignet sich auch für kleinere Betriebe. Die Arbeitsleistung lässt sich flexibel skalieren, indem mehrere kompakte Einheiten parallel betrieben werden.
| Laufzeit: | 01.10.2021 bis 30.09.2025 |
| Zuwendungsempfänger: | Deutsches Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz GmbH |
| Fördergeber: |
Bundesministerium für Landwirtschaft, Ernährung und Heimat (BMLEH)
Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung |
| Förderkennzeichen: | Die Förderung des Vorhabens erfolgt aus Mitteln des Bundesministeriums für Landwirtschaft, Ernährung und Heimat (BMELH) aufgrund eines Beschlusses des deutschen Bundestages. Die Projektträgerschaft erfolgt über die Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung (BLE) im Rahmen der Förderung der Künstlichen Intelligenz (KI) in der Landwirtschaft mit dem Förderkennzeichen 28DK103A20. |
| Partner: |
HAW Hamburg – FTZ Smart Systems |
| Anwendungsfelder: | Agrarrobotik |
| Verwandte Robotersysteme: |
SHIVAA
Strawberry Harvester: an Innovative Vehicle for Application in Agriculture
ARTEMIS
DLR SpaceBot Cup 2013 Rover
ASGUARD IV
Advanced Security Guard V4
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Projektdetails
Im Rahmen des Projekts RoLand wurde der Roboter SHIVAA entwickelt, um die Automatisierung in der nachhaltigen Landwirtschaft gezielt voranzutreiben. Er ist in der Lage, Früchte im Freiland vollautonom zu ernten und fördert damit einen naturnahen Anbau, der hochwertige und ökologische Endprodukte ermöglicht.
Ein weiteres Ziel des Projekts ist die Verbesserung der Versorgungssicherheit. Das System kann kurzfristige Ausfälle menschlicher Erntehelfer zuverlässig kompensieren, sodass keine reifen Früchte ungenutzt auf den Feldern verbleiben. Dadurch wird die Ernte weniger abhängig von Personal, Wetterbedingungen und Tageszeit. So trägt die Technologie langfristig zur Sicherung des Anbaustandorts Deutschland bei, stärkt den regionalen Anbau zahlreicher Obst- und Gemüsesorten und verbessert durch kürzere Transportwege die CO₂-Bilanz.
SHIVAA wurde speziell für die vollautonome Erdbeerernte in Freilandkulturen konzipiert. Mithilfe einer 3D-Stereokamera folgt der Roboter selbstständig einer Erdbeerreihe. Weitere Kameras, darunter auch multispektrale Sensoren im nicht sichtbaren Lichtspektrum, erfassen präzise die Position und den Reifegrad der Früchte. Die Bildverarbeitung basiert dabei auf modernen maschinellen Lernverfahren, die eine zuverlässige Erkennung und Auswahl der Erdbeeren gewährleisten. Ein Greifmechanismus pflückt die Früchte schonend direkt von der Pflanze und legt sie behutsam in eine auf dem Roboter montierte Erntekiste.
SHIVAA ist darauf ausgelegt, sich trotz der vielfältigen Herausforderungen im Freiland nahtlos in bestehende landwirtschaftliche Betriebe zu integrieren und eng mit menschlichem Personal zusammenzuarbeiten. Ein besonderer Vorteil ist der nächtliche Einsatz: Die kühleren Temperaturen schonen die Früchte, während die künstliche Beleuchtung ideale Bedingungen für die präzise Bildverarbeitung schafft. Dadurch werden Erntepräzision und -qualität deutlich verbessert – und die frische Ware steht bereits am Morgen zur Auslieferung bereit.
SHIVAA - Technische Highlights
- Größe: ca. 2,45 x 1,20 x 1,00 m
- Gewicht: ca. 150 kg
- Antrieb: 4 elektrische Radnabenmotoren (BLDC), max. 6 km/h
- Energieversorgung: 48V Li-Ion Batterien, 2x 29 Ah
- Sensorik: 3D-Stereokamera, Multispektralkamera, GPS/IMU
- Greiftechnik: Erdbeere wird angesaugt und vom Greifer behutsam umschlossen
Videos
RoLand: Agricultural Robotics
Ziel des Projekts ist es, ein halbautonomes, mobiles System zu entwerfen und zu entwickeln, das in der Lage ist, Früchte unabhängig von menschlicher Interaktion zu ernten. Während Robotersysteme derzeit vor allem in Gewächshäusern eingesetzt werden, ist das Zielszenario des vorgeschlagenen Projekts das Freiland, unter Berücksichtigung der damit verbundenen typischen Umwelteinflüsse. Unter Berücksichtigung eines breiten Anwendungsspektrums und eines geringen Investitionsvolumens soll ein System entwickelt werden, das auch von kleineren Betrieben wirtschaftlich betrieben werden kann. Eine Anpassungsfähigkeit der Arbeitsleistung an den betriebsgrößenabhängigen Bedarf ist dann durch die Anzahl der parallel arbeitenden Kleinanlagen gegeben.