Der Uckerbot auf dem Feld: Er könnte den Biozuckerrübenanbau wieder wirtschaftlich machen. ©Amanda Birkmann
Angebot anzupassen, sind Zuckerproduzenten darauf angewiesen, dass mehr Landwirt:innen ökologisch Zuckerrüben anbauen. Die Herausforderung dabei: Der Arbeitsaufwand für die sogenannte Beikrautregulierung ist hoch. Denn vor allem in den ersten Wochen nach der Aussaat können andere Pflanzen das Wachstum der Zuckerrüben stark einschränken. Weil chemisch-synthetische Pflanzenschutzmittel im Bioanbau nicht eingesetzt werden, müssen die Arbeitskräfte entsprechend häufig hacken und jäten – üblicherweise per Hand.
Die autonom arbeitenden Feldroboter Uckerbots könnten in Zukunft die Arbeit erleichtern: Ein Verbundprojekt unter Leitung der Hochschule für nachhaltige Entwicklung Eberswalde (HNEE) untersucht, wie ein solcher Roboter-„Schwarm“ Beikraut erkennen und jäten kann. Ziel ist es, den ökologischen Zuckerrübenanbau in der Uckermark zu fördern.
Am Projekt beteiligt sind neben zahlreichen wissenschaftlichen Partnern auch landwirtschaftliche Betriebe und die Zuckerfabrik Anklam der niederländischen Cosun Beet Company. Wir haben mit Amanda Birkmann, wissenschaftliche Mitarbeiterin an der betreuenden HNEE über die Uckerbots gesprochen.
Worum geht es beim Projekt Uckerbots?
Es geht darum, Wege zu finden, den Biozuckerrübenanbau in der Region wieder wirtschaftlich zu machen. Zuckerrüben werden in Reihen angebaut und es ist recht arbeitsaufwendig, das Beikraut in den Reihen zu regulieren. Die Hackarbeit übernehmen Saisonkräfte, die aber mittlerweile schwer verfügbar sind. Unser Ansatz ist es, die händische Arbeit durch Roboter zu ersetzen.
Die Uckerbots erproben wir bereits in der zweiten Runde. Beim Vorgängerprojekt zUckerrübe haben wir den Prototypen des Feldroboters entwickelt. Jetzt geht es vor allem um den Einsatz von Schwarmrobotik und die Verbesserung der Performance. Wir arbeiten jedoch auch an Ideen für ein Geschäftsmodell, das nach dem Ende unseres Forschungsprojekts die Uckerbot-Entwicklung übernehmen könnte.
Warum konzentrieren Sie sich auf die Uckermark? Wie sind hier die Voraussetzungen für den Zuckerrübenanbau?
Die Uckermark ist ein traditionelles Anbaugebiet und hat die richtigen Böden für die Zuckerrübe. Mit der Zuckerfabrik in Anklam gibt es auch einen Abnehmer für die regional produzierten Rüben, seit vergangenem Jahr findet hier sogar eine Biorübenkampagne statt.
Es gibt also gute Voraussetzungen und eine große Nachfrage nach den Zuckerrüben aus ökologischem Anbau. Trotzdem hat sich dieser Bereich in der Uckermark zurückentwickelt: Die Produktion ist zu teuer. Heute gibt es gerade mal einen Betrieb, der noch Biozuckerrüben anbaut. Mit den Uckerbots könnte sich das auf lange Sicht ändern.
Was sind die Herausforderungen beim Einsatz der Feldroboter?
Wir sind mit dem Uckerbot noch nicht in der Praxisreife, denn er erkennt noch nicht jedes Beikraut. Anders als einige andere Roboter im Biozuckerrübenanbau arbeitet er nicht mit der GPS-Position des Saatguts bzw. der Pflanzen, sondern mit Kamera und KI. Der Uckerbot lernt, welche Pflanze Beikraut ist und welche Zuckerrübe. Das hat den Vorteil, dass er in Zukunft selektiv hacken könnte, beispielsweise, wenn ein Beikraut ökologische Vorteile hat.
Es gibt auch Ideen, verschiedene Robotertypen zusammen einzusetzen. Die Aussaat und das Gros der Hackarbeit übernehmen dann die recht großen autonomen Geräte, die bislang schon im Einsatz sind. Der Uckerbot konzentriert sich in diesem Szenario auf die Feinarbeit, weil er näher an der Rübenpflanze hacken kann. So könnte man möglicherweise komplett auf Handarbeit verzichten. Wir planen, das dieses Jahr auf einem Testfeld auszuprobieren.
Die technische Entwicklung des Uckerbots ist noch nicht abgeschlossen. An welchen Eigenschaften wird gearbeitet?
Unser enger Partner Zauberzeug hat den Uckerbot aus unserem ersten Projekt zUckerrübe weiterentwickelt und daraus den Mini-Feldroboter „Feldfreund“ gemacht, der ebenfalls über eine trainierbare KI verfügt. Im jetzt laufenden Projekt haben wir den Uckerbot auf dem Testfeld eingesetzt und dann gesehen, was funktioniert und was nicht. So haben wir beispielsweise Kette und Schutzbleche mehrfach gewechselt, um eine praxisnahe Lösung zu erhalten.
Wir haben jetzt zwei Vegetationsperioden mit dem Uckerbot gearbeitet und noch ein weiteres Jahr Zeit. Bis Ende des Projekts werden wir das Modell vielleicht nicht zur Praxisreife bringen, aber neue Erkenntnisse dazugewinnen, etwa über die richtigen Werkzeuge zum Jäten und Hacken. Dieses Jahr haben wir auch erstmals mehrere Roboter gleichzeitig auf dem Feld. Beim Schwarmansatz sind wir damit einen Schritt weiter.
Wie arbeitet ein solcher Schwarm?
Wir haben gesehen, dass ein Roboter allein viel zu langsam ist: Wenn er auf einem Feld mit dem Hacken fertig ist, wächst bereits neues Beikraut nach. Unsere Idee ist es daher, mehrere Uckerbots einzusetzen, einen „Schwarm“: Ein Roboter hat dann eine feste Internetverbindung und kommuniziert mit den anderen Bots. Dabei könnte jede Einheit unterschiedliches Hackwerkzeug für unterschiedliche Beikräuter nutzen und damit die Flächenleistung erhöhen.
Für einen solchen Einsatz brauchen wir aber eine gute Netzabdeckung und jederzeit stabiles Internet – hierfür wird ein System entwickelt, welches zwischen verschiedenen Netzwerktechnologien umschalten kann.
Es ist geplant, Ideen für ein Geschäftsmodell zu entwickeln, das den Vertrieb und die Betreuung der Uckerbots nach dem Ende des Projekts übernimmt. Welche Ansätze gibt es da?
Im Februar haben wir die erste von drei Gründungswerkstätten durchgeführt. Ziel ist es, im besten Fall eine Ausgründung zu erreichen, die sich der Technik annimmt. Zur Diskussion stehen unterschiedliche Vertriebsmodelle wie Miete oder Kauf.
Dafür führen wir Interviews mit potenziellen Nutzer:innen in der Landwirtschaft. Wir sprechen aber auch mit Landmaschinenherstellern sowie Akteuren aus dem Bereich der Wirtschaftsförderung. Denn was es für den erfolgreichen Einsatz der Uckerbots auf jeden Fall geben muss, sind Beratung und ein Techniksupport: Viel Erfahrung mit autonom arbeitenden Robotiksystemen gibt es nämlich weder in der konventionellen noch in der Biolandwirtschaft.
