Wie Robotik und Automation in der Landwirtschaft neue Wege aufzeigen

Das Wort “Roboter” lässt viele an die menschenähnlichen Versionen aus Science-Fiction-Filmen denken. Dabei wird oft außer Acht gelassen, dass die realen, zumeist weniger spektakulär aussehenden intelligenten Maschinen bereits viele Aufgaben übernehmen: Sie sehen mal wie Autos aus, mal wie ein metallener Arm in einer Fabrik, mal wie kleine Hubschrauber. Das Fraunhofer-Institut für Experimentelles Software Engineering (Fraunhofer IESE) setzt an der Schnittstelle von Elektronik und Software an. “Unser Ziel ist es, den Status quo der Architektur einer Maschine zu verstehen, um daraus Anforderungen für autonome Systeme abzuleiten und bei deren Entwicklung zu unterstützen”, sagt Dr. Pablo Oliveira Antonino, Abteilungsleiter am Fraunhofer IESE und im August 2018 Referent beim vom Deutschen Wissenschafts- und Innovationshaus (DWIH) São Paulo in Kooperation mit Fraunhofer organisierten Workshop “Agro 4.0”.

“Einer der großen Vorteile von Agrikultur 4.0 ist der Einsatz von Softwaresystemen”, hebt Antonino hervor. “Diese ermöglichen es, Schwachstellen eines landwirtschaftlich bewirtschafteten Felds zu erkennen. Gerade für Länder wie Brasilien, wo Farmen sich oft über viele Quadratkilometer erstrecken, ist dies von enormer Bedeutung. Denn der Einsatz von Kameras, Drohnen und KI-Systemen ermöglicht eine spezifische Diagnose schlechter bewirtschafteter Stellen im Feld. Nach der Übermittlung dieser Daten an das System können die Landwirtschaftsgeräte nun fokussiert an einzelnen Stellen eingesetzt werden.”

Die automatisch arbeitende Erntemaschine auf dem Feld ist in diesem Szenario der “Precision Agriculture” nur eine von vielen Entitäten, zum Beispiel neben Sensoren oder Drohnen. Die Daten aus allen Geräten gehen in eine Cloud. Sie werden dort analysiert und mit anderen Daten verknüpft, etwa zu Klima oder weiteren Feldern. Das System lernt daraus und schickt Anweisungen an die Maschine zurück, um die Arbeit optimal an den Zustand der Pflanzen anzupassen. Es sollen möglichst keine Ressourcen verschwendet werden.

Damit das funktioniert, müssen einige Herausforderungen bewältigt werden. Über die Daten dürfen nicht etwa Unbefugte Zugang zu den autonomen Fahrzeugen erhalten. Die einzelnen Geräte und Maschinen benötigen standardisierte Schnittstellen; sie müssen gewissermaßen dieselbe Sprache sprechen. Zudem setzen sich Unternehmen mit der Frage auseinander, welche Daten sie mit ihren Kooperationspartnern teilen – je mehr, desto besser lernt das System.

“Firmen, mit denen wir derzeit kooperieren, wissen, dass sie künftig keine reinen Maschinenbauer mehr sind, sondern auch Softwarefirmen”, sagt Antonino. Die deutsche Regierung sei mit ihrer Haltung, die Chancen des digitalen Wandels für die Arbeitnehmer zu nutzen, auf dem richtigen Weg. “Letzten Endes gehen durch die Automatisierung in der Land- und Forstwirtschaft viele belastende Tätigkeiten verloren – wenn die Politik reagiert, kann dies für viele Menschen eine Chance auf ein besseres Leben sein.”