Auf den Feldern im Erzgebirge soll künftig mehr als nur ein Traktor unterwegs sein. Eidam Landtechnik in Lößnitz hat gemeinsam mit Partnern, darunter die Technische Universität Dresden, einen Agrarroboter entwickelt. Gezeigt wird die Maschine am Montag bei einem Einsatz in Aktion.

Hinter dem Projekt steckt die Idee, verschiedene Feldarbeiten im sogenannten Schwarmverbund zu planen, zu steuern und zu überwachen. Der Roboter soll die Arbeit auf dem Feld effektiver machen – gerade dort, wo große Flächen, knappe Zeit und fehlende Arbeitskräfte zusammenkommen.

Ein Schwarm für den Acker

Das Vorhaben ist Teil des Projekts „Feldschwarm® ÖkoSystem“, einer Technologieplattform für adaptive, autonome und schwarmfähige Landmaschinen. Das Ziel: Mehrere unterschiedliche Landmaschinen und Agrarroboter sollen gleichzeitig, teilautonom und sicher arbeiten können – herstellerübergreifend. Die Fahrzeuge sollen dabei einzeln ebenso einsatzfähig sein wie im Schwarm.

Landwirtschaft soll produktiver werden und zugleich weniger Pflanzenschutzmittel, Bodenbelastung, Energie und CO₂ verursachen. Dazu kommt der zunehmende Arbeitskräftemangel im ländlichen Raum, der die Entwicklung hochautomatisierter Maschinen und Agrarroboter vorantreibt. Geplant ist eine umfassende Hardware- und IT-Architektur für das Systemmanagement, ergänzt durch künstliche Intelligenz, Fern- und Prozessüberwachung sowie Cybersecurity.

Wichtig ist die Anschlussfähigkeit an die Wirklichkeit auf den Höfen: Das System soll mit dem bestehenden Maschinenpark und Farm-Management-Informationssystemen kompatibel sein. Die entwickelten Lösungen werden in handelsübliche Landmaschinen und Feldschwarm®-Agrarroboter integriert.

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Vom Versuchsträger bis zur Drohne

Die Professur für Agrarsystemtechnik untersucht zunächst, welche Arbeitsverfahren, Geräte und Werkzeugsysteme wirtschaftlich sinnvoll sind und wie sich Veränderungen im Pflanzenbau auswirken. Dabei geht es auch um ökologischere Landwirtschaft mit weniger chemischem Pflanzenschutz, Spotfarming und längeren Fruchtfolgen. Ein Rechenmodell soll einzelne Prozesse ebenso bewerten wie komplette Prozesslinien.

Getestet werden Versuchsträger mit etwa 3 m Arbeitsbreite sowie standardisierte und proprietäre Schnittstellen. Geräte verschiedener Hersteller sollen in Traktoren und Feldroboter eingebunden werden. Parallel entstehen Test- und Zertifizierungsverfahren für Fremdtechnik, unter anderem im Rahmen der Agricultural Industry Electronics Foundation (AEF).

Damit später nicht bloß irgendetwas fährt, sondern die Arbeit auch messbar stimmt, entwickeln die Forschenden ein Prozessqualitätsmanagement zur automatisierten Erfassung von Qualitäts- und Prozessparametern. Optimierungsalgorithmen verbinden Methoden künstlicher Intelligenz mit klassischer Regelungstechnik. Geeignete Sensorik wird in einer institutseigenen Bodenrinne und im Feld erprobt; Drohnen liefern Felddaten und können zur Prozessregelung eingesetzt werden.

Ab der Projektmitte sind umfangreiche Feldversuche zu Schwarmmanagement und Bediensystemen in unterschiedlichen Systemkonfigurationen vorgesehen. Zu den Forschungsschwerpunkten gehören außerdem ein Modell zur wirtschaftlichen Bewertung von Robotiklösungen für verschiedene Einsatzszenarien, optische und nicht optische Verfahren zur Arbeitsprozessbewertung und Anomalieerkennung, die Entwicklung und Fertigung von Versuchsträgern sowie die Planung, Durchführung und Auswertung von Labor- und Feldversuchen.

Viele Partner, ein langer Praxistest

An der Entwicklung bei Eidam Landtechnik sind unter anderem Jonathan Kreß, Werkstudent Michael Rauch und Konstruktionsteamleiter Andreas Schramm beteiligt. Zum Projektkonsortium gehören außerdem BITSz electronics GmbH, Estino GmbH, das Fraunhofer-Institut für Verkehrs- und Infrastruktursysteme, das Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik, Hydrive Engineering GmbH, IndiKar Individual Karosseriebau GmbH, LACOS GmbH, LEMKEN GmbH & Co. KG sowie die Universität Leipzig – Institut für Wirtschaftsinformatik.

Das Projekt läuft vom 1. Juli 2023 bis zum 31. Dezember 2026. Es trägt das Förderkennzeichen 03RU2U054G und wird im Rahmen des Programms RUBIN durch das Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt sowie den Projektträger Jülich gefördert.

Kontakt an der TU Dresden ist die Professur Agrarsystemtechnik mit dem wissenschaftlichen Mitarbeiter Martin Hengst. Die Besucheradresse lautet Bergstraße 120, Raum 211, 01069 Dresden. Mehr Informationen gibt es auf der Homepage des Projekts und bei LinkedIn.

Warum der Acker kein Labor ist

Auf dem Feld gelten andere Regeln als in einer standardisierten Industriehalle. Wetter und Boden wechseln, das Gelände ist oft unübersichtlich, die Flächen sind groß. Landwirtschaftliche Betriebe müssen zugleich nachhaltiger wirtschaften, mit weniger Fachkräften auskommen und ihre Flächen effizient nutzen.

Autonome Maschinen können präzise und energieeffizient arbeiten, rund um die Uhr eingesetzt werden und körperlich anstrengende oder monotone Aufgaben übernehmen. Das kann eine ressourcenschonende Bewirtschaftung auch bei knappem Personal ermöglichen. Ganz so einfach ist es aber nicht: Mehrere autonome Maschinen sicher und effizient zusammenarbeiten zu lassen, ist eine der zentralen Herausforderungen.

Für einen kontinuierlichen Betrieb müssen Feldroboter ihre Aufgaben genau ausführen, koordiniert vernetzt sein, zuverlässig geladen werden und sich flexibel transportieren lassen. Das Fraunhofer-Institut für Verkehrs- und Infrastruktursysteme arbeitet deshalb entlang der gesamten Entwicklungskette mit – an energieeffizienter Feldrobotik, intelligenter Ladeinfrastruktur, herstellerübergreifender Maschinenvernetzung, Schwarmführungsstrategien und robusten Transportlösungen. Auch die Einbindung in bestehende betriebliche Abläufe gehört dazu.

Am Montag wird sich im Einsatz zeigen, wie sich der Lößnitzer Agrarroboter auf dem Feld schlägt. Zwischen Erde, wechselndem Untergrund und dem ganz normalen Durcheinander eines Arbeitstags ist das vermutlich aussagekräftiger als jede glatte Präsentationsfolie.