Von Ochsen über Pferde und Traktoren bis hin zu Robotern: Die europäische Agrarindustrie steht vor einer weiteren innovativen Umwälzung – diesmal verursacht durch künstliche Intelligenz.
In der niederländischen Provinz Zeeland bewegt sich ein Roboter schnell durch ein Feld mit Sonnenblumen, Schalotten und Zwiebeln. Die Maschine jätet autonom – und unermüdlich – Tag für Tag.
„Farmdroid“ hat Mark Buijze, der einen biologischen Bauernhof mit 50 Kühen und 15 Hektar Land betreibt, das Leben erheblich erleichtert. Buijze ist einer der ganz wenigen Besitzer von Robotern in der europäischen Landwirtschaft.
Roboter zur Rettung
Sein elektronischer Außendienstmitarbeiter nutzt GPS und ist multifunktional und wechselt zwischen Jäten und Säen. Auf Knopfdruck muss Buijze nur noch Koordinaten eingeben und Farmdroid übernimmt sie von dort.
„Mit dem Roboter kann das Jäten innerhalb von ein bis zwei Tagen abgeschlossen werden – eine Aufgabe, die normalerweise Wochen und etwa vier bis fünf Arbeiter in Anspruch nehmen würde, wenn sie von Hand erledigt würde“, sagte er. „Durch die Verwendung von GPS kann die Maschine den genauen Standort ermitteln, an dem sie auf dem Feld hinfahren muss.“
Vor etwa 12.000 Jahren läuteten das Ende der Nahrungssuche und der Beginn der Landwirtschaft große Verbesserungen der Lebensqualität der Menschen ein. Nur wenige Sektoren haben eine so reiche Geschichte wie die Landwirtschaft, die sich im Laufe der Jahrhunderte im Einklang mit dem technologischen Fortschritt entwickelt hat.
In der aktuellen Ära folgt die Landwirtschaft jedoch einem Technologietrend langsamer als andere Branchen: der künstlichen Intelligenz (KI). Während KI für die Landwirtschaft bereits in Formen eingesetzt wird, die von automatisierten Chatbots und Gesichtserkennung bis hin zu Autobremsen und Lagerkontrollen reichen, befindet sie sich noch in einem frühen Entwicklungsstadium.
Jetzt spornen Fortschritte in der Forschung Landwirte an, sich Roboter zu eigen zu machen, indem sie zeigen, wie sie alles tun können, von der Erfüllung der Bedürfnisse der Feldarbeiter bis zur frühzeitigen Erkennung von Pflanzenkrankheiten.
Schlank und grün
Für den französischen Agronomen Bertrand Pinel wird die Landwirtschaft in Europa einen weitaus stärkeren Einsatz von Robotern erfordern, um produktiv, wettbewerbsfähig und umweltfreundlich zu sein – drei der wichtigsten EU-Ziele für einen Sektor, dessen Produktion einen Wert von rund 190 Milliarden Euro pro Jahr hat.
Ein Grund für den Einsatz von Robotern ist die Notwendigkeit, auf den Einsatz von Herbiziden zu verzichten, indem Unkraut auf altmodische Weise beseitigt wird: mechanisches Jäten, eine Aufgabe, die nicht nur alltäglich, sondern auch mühsam und zeitaufwändig ist. Ein weiterer Grund ist der häufige Mangel an Arbeitskräften für den Rebschnitt.
„In beiden Fällen würden Roboter helfen“, sagte Pinel, Projektmanager für Forschung und Entwicklung bei der in Frankreich ansässigen Terrena Innovation. „Das ist unsere Vorstellung von der Zukunft der europäischen Landwirtschaft.“
Pinel ist Teil der ROBS4CROPS Projekt. Mit rund 50 Experten und 16 beteiligten institutionellen Partnern leistet es Pionierarbeit für eine Robotertechnologie auf teilnehmenden landwirtschaftlichen Betrieben in den Niederlanden, Griechenland, Spanien und Frankreich.
„Diese Initiative ist ziemlich innovativ“, sagte Frits van Evert, Koordinator des Projekts. „Das hat es noch nie gegeben.“
Im Unkraut
Laut van Evert, einem leitenden Forscher für Präzisionslandwirtschaft an der Universität Wageningen in den Niederlanden, sieht die KI in der Landwirtschaft vielversprechend für Aufgaben aus, die das ganze Jahr über wiederholt werden müssen, wie z. B. das Unkrautjäten.
„Wenn Sie eine Kultur wie Kartoffeln anbauen, pflanzen Sie die Ernte normalerweise einmal im Jahr im Frühjahr und ernten im Herbst, aber das Jäten muss zwischen sechs und zehn Mal pro Jahr erfolgen“, sagte er.
Außerdem stellt sich die Frage nach der Geschwindigkeit. Maschinen arbeiten oft schneller als Menschen.
Francisco Javier Nieto De Santos, Koordinator der FLEXIGROBOTS Projekt, ist besonders beeindruckt von einem Modellroboter, der Bodenproben nimmt. Wenn dies von Hand durchgeführt wird, erfordert diese Praxis besondere Sorgfalt, um eine Kontamination, die Lieferung an ein Labor und tagelange Analysen zu vermeiden.
„Mit diesem Roboter ist auf dem Feld alles erledigt“, sagte De Santos. „Es kann mehrere Proben pro Stunde nehmen und innerhalb weniger Minuten Ergebnisse liefern.“
Schließlich, sagte er, werden die Vorteile solcher Technologien über die Agrarindustrie hinausgehen und die breite Öffentlichkeit erreichen, indem das Gesamtangebot an Nahrungsmitteln erhöht wird.
Ungeliebte Arbeit
In der Zwischenzeit sind landwirtschaftliche Roboter möglicherweise nicht deshalb gefragt, weil sie schneller arbeiten können als jeder Mensch, sondern einfach, weil keine Menschen für den Job verfügbar sind.
Noch bevor Inflationsraten und Düngemittelpreise im Jahr 2021 inmitten eines Energieengpasses zu steigen begannen, der durch die russische Invasion in der Ukraine in diesem Jahr noch verschlimmert wurde, hatten Landwirte in ganz Europa an einer anderen Front zu kämpfen: genügend Feldarbeiter, einschließlich Saisonarbeiter, zu finden.
„Arbeit ist eines der größten Hindernisse in der Landwirtschaft“, sagte van Evert. „Es ist heutzutage teuer und schwer zu bekommen, weil immer weniger Menschen bereit sind, in der Landwirtschaft zu arbeiten. Wir glauben, dass Roboter, wie beispielsweise selbstfahrende Traktoren, dieses Hindernis beseitigen können.“
Die Idee hinter ROBS4CROPS ist die Schaffung eines Robotersystems, bei dem vorhandene landwirtschaftliche Maschinen so aufgerüstet werden, dass sie mit landwirtschaftlichen Robotern zusammenarbeiten können.
Damit das System funktioniert, müssen Rohdaten wie Bilder oder Videos zunächst von Forschern so gekennzeichnet werden, dass sie später von der KI gelesen werden können.
Fahrerlose Traktoren
Das System verwendet diese großen Informationsmengen dann, um „intelligente“ Entscheidungen sowie Vorhersagen zu treffen – denken Sie zum Beispiel an die Autokorrekturfunktion auf Laptops und Mobiltelefonen.
Ein Farmcontroller, vergleichbar mit dem „Gehirn“ des gesamten Betriebs, entscheidet, was als Nächstes passieren muss oder wie viel Arbeit wo noch zu erledigen ist – basierend auf Informationen aus Karten oder Anweisungen des Landwirts.
Die Maschinen – selbstfahrende Traktoren und intelligente Geräte wie Unkrautstecher, die mit Sensoren und Kameras ausgestattet sind – sammeln und speichern während der Arbeit mehr Informationen und werden „intelligenter“.
Ernteschutz
FLEXIGROBOTS, mit Sitz in Spanien, zielt darauf ab, Landwirten dabei zu helfen, vorhandene Roboter für verschiedene Aufgaben, einschließlich der Erkennung von Krankheiten, einzusetzen.
Nehmen Sie zum Beispiel Drohnen. Da sie eine erkrankte Pflanze aus der Luft erkennen können, können Drohnen den Landwirten helfen, kranke Pflanzen frühzeitig zu erkennen und einen größeren Befall zu verhindern.
„Wenn Sie Krankheiten nicht in einem frühen Stadium erkennen können, verlieren Sie möglicherweise die Ernte eines ganzen Feldes, die Produktion eines ganzen Jahres“, sagte De Santos. „Die einzige Möglichkeit ist, die infizierte Pflanze zu entfernen.“
Zum Beispiel gibt es keine Behandlung für den als Mehltau bekannten Pilz, daher ist es entscheidend, erkrankte Pflanzen frühzeitig zu erkennen und zu entfernen.
Das Bündeln von Informationen ist der Schlüssel, um das gesamte System intelligenter zu machen, sagte De Santos. Von Drohnen gesammelte Daten mit Robotern zu teilen oder die Informationen in Modelle einzuspeisen, erweitert die „Intelligenz“ der Maschinen.
Obwohl Agronom Pinel nicht glaubt, dass die Landwirtschaft jemals allein auf Robotik angewiesen sein wird, ist er sich ihrer revolutionären Wirkung sicher.
„Wir hoffen, dass die Landwirte in Zukunft einfach ein paar kleine Roboter auf das Feld stellen und sie den ganzen Tag arbeiten lassen können“, sagte er.