Unkrautbekämpfungsroboter
Unkrautmanagement mit Robotern (Unkrautbekämpfungsroboter, gezielte Spritzungen ...)
Ein Unkrautbekämpfungsroboter ermöglicht die Pflege eines Feldes unter Verwendung verschiedener Techniken zum Schutz gegen Unkräuter (Bodenbearbeitung, aber auch Laser usw.). Sie sind in verschiedenen Größen, Antriebsarten, Autonomien usw. erhältlich.
Einige Modelle, die zu 100 % elektrisch sind, haben zudem Vorteile hinsichtlich der CO2-Emissionen sowie der Bodenverdichtung bei den leichtesten Modellen[1][2].
Allerdings bleiben Roboter teure Maschinen, die komplex in der Handhabung sind und nicht in allen Kontexten geeignet sein können[3][4][5].
Welche Unkrautbekämpfungswerkzeuge sind möglich?
Mechanische Unkrautbekämpfung
Die Mehrheit der Unkrautbekämpfungsroboter ist mit mechanischen Werkzeugen ausgestattet, die an ihre Größe und Geschwindigkeit angepasst sind. Dazu gehören Werkzeuge wie die Hacke, rotierende Zinken, der Bodenlockerungsgrubber und der intercep für den Weinbau, sowie Rasenmäher für die Begrünung der Zwischenreihen und Fahrgassen.
Der Nutzer kann Parameter wie die Neigung des Werkzeugs, die Tiefe des Furchens oder die Schnitthöhe über eine App auf seinem Smartphone oder Computer einstellen.
Ein Nachteil von Robotern mit integrierten Werkzeugen ist, dass der Landwirt sie nicht selbst reparieren kann und somit vom Hersteller abhängig ist. Deshalb haben einige unabhängige Start-ups eigene Roboter mit Dreipunktanbau entwickelt, um den Landwirten mehr Autonomie zu geben[6][7][8][9].
Chemische Unkrautbekämpfung
Für mehr Effizienz ist es möglich, Roboter zu kaufen, die mit großer Präzision auf Unkräuter sprühen können[10][11].
Für bestimmte Kulturen gibt es auch Roboter, an die Spritzgeräte angehängt werden können[6][12].
Laut Herstellern ermöglichen Roboter mit integrierten Spritzgeräten Einsparungen von über 95 % bei chemischen Betriebsmitteln, jedoch hat kein technisches Institut dieses Versprechen bestätigt[10].
Laser-Unkrautbekämpfung
Um den Einsatz von Herbiziden und die Bodenbearbeitung so weit wie möglich zu reduzieren, vertreiben Unternehmen wie Pixel Farming Roboter, die junge Unkrauttriebe mit Laser verbrennen[13].
Andere Unkrautbekämpfungsarten
Weitere Unkrautbekämpfungsarten werden bei den Hauptanbietern getestet, zum Beispiel:
- elektrische Unkrautbekämpfung
- thermische Unkrautbekämpfung
- Unkrautbekämpfung durch UV-Lichtblitze
Elektrische, wiederaufladbare und Dieselroboter
Derzeit werden Roboter in drei verschiedenen Energieversorgungsarten verkauft und kategorisiert:
Solarenergie
Mehrere Roboter sind mit Solarpaneelen ausgestattet. Diese Roboter, die mit Batterien ausgerüstet sind, haben den Vorteil einer nahezu unbegrenzten Autonomie[10] [14][15].
Beispielsweise schalten sich die Modelle Avo und Stecomat nachts ab, wenn ihre Batterien leer sind, und nehmen ihre Arbeit bei Tagesanbruch wieder auf[14] [10].
Wiederaufladbare Elektro-Roboter
Einige Roboter arbeiten mit Lithiumbatterien mit einer Autonomie von 8 bis 12 Stunden. Der Hauptnachteil ist jedoch die Notwendigkeit, diese Batterien aufzuladen, was manchmal komplex ist. Der Toutilo-Roboter von Touti terre ist so konstruiert, dass die Batterie entnommen und ersetzt werden kann[16].
Diesel- und Hybridmotor
Immer mehr Modelle sind mit Hybridmotoren ausgestattet, um sich an unregelmäßige oder steile Topographien anzupassen. Die Vorteile beider Antriebsarten werden kombiniert: die Geräuschlosigkeit und Sauberkeit des Elektromotors (besonders interessant für Parzellen in der Nähe von Anwohnern und Gewässern) und die Leistung des Dieselmotors.
Sicherheit
Was passiert, wenn ein Roboter auf ein Hindernis trifft?
Alle autonomen Unkrautbekämpfungsroboter sind so programmiert, dass sie bei jeder erkannten Hindernis anhalten, sei es ein festes Hindernis (eine Mauer, eine Rebe ...) oder ein bewegliches (ein Mensch, ein Tier ...).
Dieses Anhalten wird durch mehrere Ausstattungen ermöglicht:
- Ein „LIDAR“-Radarsystem: ein System, das die Umgebung 360° erfassen kann, wie beim Softirover von Softiver, dem Raupenfahrzeug Ceol und bald der neuen Generation von Farmdroïd-Robotern[17][18].
- Ein Sicherheitskabel: Dies ist beim Modell FD-20 von Farmdroïd der Fall, der Roboter stoppt sofort nach einem einfachen Druck auf das umgebende Kabel[14].
- Bumper: Das sind mechanische Sensoren, die durch eine Schaumschicht geschützt sind und den Roboter bei jeder Berührung stoppen. Die Roboter von Naïo technologies sind alle mit Bumpern ausgestattet.
Wie orientiert sich der Roboter auf dem Feld?
Auf dem Markt sind alle autonomen Unkrautbekämpfungsroboter mit einem GPS-RTK-Leitsystem ausgestattet, das eine hohe Spurgenauigkeit (zwischen 1 und 2 cm) gewährleistet.
Die Navigation via GPS RTK wird oft mit einem „Geofencing“-System kombiniert, das die virtuellen Grenzen des Feldes aufzeichnet und so verhindert, dass der Roboter das Feld verlässt und beispielsweise in einen Graben fällt.
Das Geofencing kann auch durch einen physischen Leitdraht ersetzt werden, der mit den Sensoren des Roboters verbunden ist und verschoben werden kann, wie beim Softirover von Softiver.
Der Einsatz der Werkzeuge in der Reihe wird durch die Berechnung des Reihenabstands und der Abstände zwischen den kultivierten Pflanzen ermöglicht, die im Vorfeld durchgeführt oder vom Roboter bei seinem ersten Durchgang ermittelt wird.
Muss man den Roboter überwachen?
Sobald der Roboter programmiert ist, muss er nicht mehr überwacht werden.
Einige Modelle unterliegen jedoch einer Vorschrift, die den Nutzer verpflichtet, sich in einem Umkreis von 200 m um den Roboter aufzuhalten[5].
Die meisten Roboter können auch nicht selbstständig das Feld wechseln und benötigen einen Transport zwischen den Parzellen. Die Schwierigkeit des Transports hängt dann von der Größe des Roboters (und der Möglichkeit, ihn zu ziehen) ab.
Schulungen
Eine Einarbeitung in die Maschine (insbesondere in die Benutzeroberfläche) ist notwendig, um die Integration des Roboters in die Kulturführung erfolgreich zu gestalten.
Es gibt zwei Szenarien:
- Eine Schulung von einer Stunde bis zu einem halben Tag kann von den Herstellern angeboten werden. Die Roboter sind dann relativ einfach zu bedienen und werden oft von einer App begleitet, die auf Smartphone oder Computer heruntergeladen werden kann, um alle Funktionen leicht zugänglich zu machen.
- Die Hersteller bieten Dienstleistungen an und überwachen selbst die Programmierung und den Einsatz der Roboter. Dies gewährleistet dem Landwirt eine effiziente Arbeit und Zeitersparnis, verpflichtet ihn jedoch im Gegenzug zu einem Abonnement.
Für welche Produktionsarten?
Der Pflanzenschutz ist eine der Säulen der Agronomie, daher richten sich die Roboterhersteller an alle landwirtschaftlichen Produktionsarten. Aufgrund der Marktnachfrage variiert jedoch die Vielfalt der Modelle und Funktionen je nach Branche.
Weinbau
Der Weinbau ist die Branche mit der größten Auswahl an Robotik. Die Hersteller priorisieren diese Branche, um dem Mangel an Saisonarbeitern zu begegnen.
Die angebotenen Modelle sind überwiegend Einzweck- oder Multifunktionsdurchfahrtsroboter mit Werkzeugen zur Bearbeitung des Interceps und der Zwischenreihen[19]. oder Hochpräzisionsspritzen[4]. Vitibot und Naïo technologies sind die Hauptanbieter von Durchfahrtsrobotern, und alle ihre Roboter wurden bei Landwirten getestet[20].
Die Wahl des Durchfahrtsroboters sollte gut überlegt sein, abhängig von der Höhe der Reben und den Abständen zwischen den Reihen[4]. Es gibt jedoch auch kleinere und vielseitigere Roboter, die für die Bearbeitung der Zwischenreihen geeignet sind[6]. Zum Beispiel können Vitirover gemietet werden, um die Zwischenreihen präzise zu mähen, ohne Bodenverdichtung zu verursachen[15].
Gemüsebau und Gartenbau
Die Gemüse- und Gartenbaukontexte sind wenig geeignet für den Einsatz von Landmaschinen, aber es gibt viele Gemüseroboter. Die Unkrautbekämpfungsroboter für den Gemüsebau zeichnen sich durch ihre geringe Bodenverdichtung, ihre Vielfalt an Unkrautbekämpfungsarten (mechanisch, chemisch oder Laser) und ihre Multifunktionalität aus.
Ein durchschnittlicher Gemüseroboter kann gleichzeitig Unkraut bekämpfen, den Unkrautdruck überwachen, Material transportieren und säen.
Die wichtigsten auf dem Markt erhältlichen Gemüseroboter ermöglichen:
- Die Schwierigkeit, Saisonarbeitskräfte zu finden, zu kompensieren
- Die Ausbreitung von Unkräutern durch mehrere Durchgänge zu verhindern[3]
Sie haben auch ihre eigenen Grenzen:
- Die Unkrautbekämpfungsfunktion erfordert, dass der Roboter die genaue Position jeder Saat/Pflanze kennt. Die Aussaat muss daher auf die Abmessungen des Roboters abgestimmt sein oder sogar von diesem selbst durchgeführt werden[3][14].
- Kleine Roboter wie Oz von Naïo technologies können witterungsanfällig sein[3].
Feldfrüchte
Im Allgemeinen findet man Anbaugeräte und autonome Traktoren mit oder ohne Fahrerkabine für die Getreideproduktion[22][8][23].
Das Anpassungsniveau des Roboters an einen Ackerbaukontext hängt von der Motorleistung, der Zugkraft und dem zu ziehenden Werkzeug ab.
Obstbau
Der Obstbau, der dem Weinbau relativ ähnlich ist, wird von denselben Herstellern bedient. Die Vielfalt der Formen und Höhen der Reihen macht diese Anpassung jedoch komplex.
Für die Unkrautbekämpfung in den Zwischenreihen sind Roboter mit Dreipunktanbau zu bevorzugen, wie der hybride Trektor von Sitia oder die Raupenroboter Jo und Romax viti[8][24][2].
Vorteile und Grenzen
Arbeitet tagsüber und nachts
Solarbetriebene Elektro-Roboter können mehrere Tage hintereinander, tagsüber und nachts arbeiten, dank Lithiumbatterien mit großer Autonomie. Fällt ein Roboter wegen Lichtmangels aus, setzt er seine Arbeit einige Stunden nach Tagesanbruch (oder bei schönem Wetter) an der Stelle fort, an der er aufgehört hat[14][10].
Präzision
Die GPS-RTK-Navigation ermöglicht eine Echtzeitkorrektur der Fahrspur, was die Präzision der Unkrautbekämpfung garantiert[3][7][15].
Effektiv in einer Präventionsstrategie
Unkrautbekämpfungsroboter sind wirksam in frühen Entwicklungsstadien von Unkräutern. Mechanische Unkrautbekämpfungsroboter können mehrmals hintereinander die Zwischenreihen bearbeiten[3].
Verringerung der Kohlenstoffemissionen
Die Emissionen pro Hektar der auf dem Markt befindlichen Roboter sind halb so hoch wie bei klassischen Traktoren (Hybridroboter) bzw. null (Solarenergie-Roboter)[15][14].
Beachten Sie jedoch, dass die Emissionen bei der Herstellung der Batterien erheblich sind. Eine vollständige Berechnung ist daher notwendig, um die Relevanz der Nutzung dieser Roboter als Alternative zu anderen Optionen bei der Bewertung der Umweltwirkung festzustellen.
Wenig Auswahl im Ackerbau und Obstbau
Dies liegt an der großen Vielfalt der pedoklimatischen Kontexte und der Besonderheiten jeder angebauten Art.
Prototypen sind jedoch in Entwicklung.
Für einen spezifischen Kontext konzipiert
Eine der Herausforderungen der Robotikindustrie ist es, einen Roboter an neue Situationen anpassen zu können, was schwer zu programmieren ist.
Es ist notwendig, sich bei den Herstellern und einem technischen Berater zu erkundigen, welche einschränkenden Kontexte (Klima, Bodentyp, Reihenlänge, Kulturen, Unkrautstadium) bestehen.
Die Regulierung
Die Regulierung einiger Modelle verlangt die ständige Anwesenheit eines Bedieners in der Nähe. Es ist wichtig, vor dem Kauf eines Unkrautbekämpfungsroboters die geltenden Vorschriften mit dem Händler zu überprüfen[5].
Eine bedeutende Bindung an das Herstellersystem
Das Abhängigkeitsniveau des Landwirts vom Hersteller hängt vom Integrationsgrad des Roboters ab:
- Bezahlte Schulungen für die Nutzung des Roboters
- Kauf von Ersatzteilen und Werkzeugen, die mit dem Roboter kompatibel sind
- Reparaturen nur durch die Hersteller möglich
- Bezahlte Geofencing-Dienste
- Komplexe Programmierung des Roboters, die die Expertise eines Technikers erfordert
- Überwachung der ordnungsgemäßen Funktion des Roboters durch einen Techniker
- Datenerfassung des Feldes durch den Hersteller zur Verbesserung des Robotprogramms
Finanzielle Unterstützung
Seit April 2022 hat France AgriMer eine nationale Förderung gestartet, die allen Betrieben offensteht, um Investitionen in die digitale Landwirtschaft zu fördern. Die Obergrenze der förderfähigen Ausgaben beträgt 40.000 € netto pro Antrag.
Für CUMA beträgt die Obergrenze der förderfähigen Ausgaben 150.000 € netto pro Antrag.
Der Förderanteil beträgt 40 % der Nettokosten für Roboter. Junge Landwirte und landwirtschaftliche Betriebe in den Überseegebieten erhalten zusätzliche Förderungen[25].
Ce matériel peut être financé dans le cadre du programme Agrilismat avec un avantage spécifique
Quellen
Die gesamte Analyse dieses Artikels ist auf dem Blog "Aspexit" von Corentin Leroux zu finden:
- ↑ Naïo technologies.2022.Caractéristiques techniques. (07/02/2023) https://www.naio-technologies.com/oz/
- ↑ 2,0 2,1 Vitisphere.2021.Le robot viticole Romax Viti travaille le sol. (07/02/2023) https://www.youtube.com/watch?v=8H0QLni7I9A
- ↑ 3,0 3,1 3,2 3,3 3,4 3,5 Poudevigne Elise - Entraid'.2021.Oz: le robot de désherbage maraîcher en test. (27/01/2023) https://www.entraid.com/articles/demonstration-robot-desherbage-oz-sud-ouest
- ↑ 4,0 4,1 4,2 Abellan Alexandre - Vitisphere.2019.Le robot Bakus fait la démonstration des attentes du vignoble. (31/02/2023) https://www.vitisphere.com/actualite-90067-le-robot-bakus-fait-la-demonstration-des-attentes-du-vignoble.html
- ↑ 5,0 5,1 5,2 Chambrin Anthony - Fédération des CUMA Centre Val de Loir.2021.Robot Bakus : plus intéressant économiquement qu'un enjambeur avec chauffeur ? (31/01/2023) https://www.entraid.com/articles/rentabilite-robot-bakus-vitibot-comparatif-enjambeur
- ↑ 6,0 6,1 6,2 Favre Séverine - Mon Viti.2021.Le robot Romax Viti trace son chemin. (25/01/2023) https://romaxviti.com/wp-content/uploads/2021/02/romax-article-viti-fevrier-2021.pdf
- ↑ 7,0 7,1 Vitisphere.2021.Le robot viticole Romax Viti travaille le sol. (25/01/2023) https://www.youtube.com/watch?v=8H0QLni7I9A
- ↑ 8,0 8,1 8,2 Tiers Nathalie - Ouest-France.2022.Trektor, le Landwirtschaftsroboter aus Nantes. (29/01/2023) https://www.ouest-france.fr/economie/agriculture/essais-agricoles/trektor-le-robot-agricole-fabrique-a-nantes-65d4b832-b753-11ec-91b4-4cb12076d3f2
- ↑ Le Sillon belge.2020.Dino, Oz, Anatis et Toutilo: Ihre neuen landwirtschaftlichen Helfer im Fokus. (03/02/2023) https://www.sillonbelge.be/6539/article/2020-09-23/dino-oz-anatis-et-toutilo-vos-nouveaux-ouvriers-agricoles-sous-la-loupe
- ↑ 10,0 10,1 10,2 10,3 10,4 Ecorobotix. SA2020.AVO · Autonomer Unkrautbekämpfungsroboter · Präsentationsfilm · Französisch. (29/01/2023) https://www.youtube.com/watch?v=uNTLt-XQNEk
- ↑ Groult Aurélien - Landtechnik. 2022. Ecorobotix : Der ARA-Unkrautbekämpfungsroboter passt sich an den Traktorheckanbau an.
(27/01/2023)
https://www.materielagricole.info/robot-de-desherbage/article/729635/ecorobotix-le-robot-de-desherbage-ara-sadapte-a-larriere-du-tracteur
- ↑ Bordeaux Pascal.2021.Die Spritztechnik von morgen : der Spritzwagen sieht die Unkräuter und ein Roboter zieht ihn. (23/01/2023) https://www.entraid.com/articles/desherbage-autonome-goldacres-robot-swarm-pulve-bilberry
- ↑ Pixelfarmingrobotics.2023.Robot One. (17/02/2023) https://pixelfarmingrobotics.com/robot-one/
- ↑ 14,0 14,1 14,2 14,3 14,4 14,5 Stecomat.2020.FarmDroid FD20 : erster autonomer Roboter für Aussaat und vollständige mechanische Unkrautbekämpfung. (23/01/2023) https://www.youtube.com/watch?v=9DMlGP6WHAI
- ↑ 15,0 15,1 15,2 15,3 Rolin Faustine.2022.Vitirover, Roboter, die die Begrünung der Kulturen erhalten.
(23/01/2023)
https://leshorizons.net/vitirover-robots-perserver-enherbement-cultures/
- ↑ 16,0 16,1 Touti terre.2022.Cobot Toutilo.
(26/01/2023)
https://www.toutilo.com/
- ↑ Portier Michel - Réussir Grandes cultures.2023.Les 10 robots agricoles qu’il ne fallait pas manquer sur le World Fira. (17/02/2023) https://scontent-cdg2-1.xx.fbcdn.net/v/t39.30808-6/330802631_1617007642046239_4532546166957931973_n.jpg?_nc_cat=100&ccb=1-7&_nc_sid=730e14&_nc_ohc=5gXTgbI6Wz4AX_fnu-H&_nc_ht=scontent-cdg2-1.xx&oh=00_AfDPRZcWFgq-gzZmw94EQwJZ8mYiyxZJSHwY3EU9rEWXxg&oe=63F40679
- ↑ Agreenculture.2023.Ceol, autonomer Landwirtschaftsroboter. (17/02/2023) https://www.agreenculture.net/ceol
- ↑ FMV Defrance et Naïo technologies.2017.Robot de désherbage vignes BOB. (20/01/2023) https://www.youtube.com/watch?v=MjdJM8ADZIc
- ↑ Offizielle Website Vitibot. (26/01/2023) https://vitibot.fr/robots-viticoles-bakus/
- ↑ Chambre d’Agriculture Hauts-de-France.2022.La robotique au service du maraîchage.
(26/01/2023)
https://hautsdefrance.chambre-agriculture.fr/articles/detail-de-lactualite/actualites/la-robotique-au-service-du-maraichage/
- ↑ Landwirtschaftskammer Normandie.2020.Die Roboter im Ackerbau. (29/01/2023) https://normandie.chambres-agriculture.fr/fileadmin/user_upload/Normandie/506_Fichiers-communs/PDF/PEP/pep-gc-robots.pdf
- ↑ Naïo technologies.2023.Orio, Anbaugerät für Gemüsekulturen und Feldfrüchte. (17/02/2023) https://www.naio-technologies.com/orio/
- ↑ Naïo technologies.2023.Jo chenillard autonome vignes étroites et pépinières. (17/02/2023) https://www.naio-technologies.com/jo/
- ↑ FranceAgrimer.2022.France 2030 – Vague 1 – Reduzierung der Pflanzenschutzmittel und synthetischen Düngemittel. (01/02/2023) https://www.franceagrimer.fr/Accompagner/France-2030-Souverainete-alimentaire-et-transition-agroecologique/France-2030-Agriculteurs/France-2030-Vague-1-Reduction-des-intrants-phytopharmaceutiques-et-des-engrais-de-synthese
