Gefährdete Artenvielfalt, überbelastete Ökosysteme und zu hohe Pestizidwerte im Grundwasser sowie in der Luft: Die Welt braucht dringend eine nachhaltigere Landwirtschaft. Und dass diese Transformation möglich ist, beweisen immer mehr innovative Ansätze – so wie das an der ETH Zürich entwickelte Robotic Weeding System, kurz Rowesys. Das Fokusprojekt zeigt, dass der Verzicht auf Unkraut-, Pilz- und Schädlingsvernichter nicht mit Ertragseinbussen verbunden sein muss. Der Prototyp von Rowesys eignet sich spezifisch für die Anwendung auf Zuckerrübenfeldern, die eine besonders intensive Unkrautbekämpfung bedingen. Während sich andere Lösungen nur auf eine Reduktion von Pflanzenschutzmitteln konzentrieren, beispielsweise durch präzisere Sprühmethoden, macht der ETH-Roboter den Herbizideinsatz hinfällig: Er reisst das Unkraut zwischen den Pflanzenreihen aus dem Boden, dreht sich am Ende des Feldes und steuert in die nächste Reihe. Selbst im Morast oder bei Steinen im Weg bleibt der selbständige Helfer nicht stecken.
Effiziente Ackerpflege
Das Team, bestehend aus Maschinenbau- und Elektrotechnik-Studierenden der ETH Zürich und Industriedesign-Studierenden der FHNW Basel, entwickelte ein robustes Fortbewegungskonzept. Angetrieben wird das Gefährt durch vier E-Scooter-Radnabenmotoren, die aufgrund des geringen Reihenabstands der Nutzpflanzen kompakt übersetzt sind. Ein mechanisches Feder-Dämpfer-System stellt sicher, dass die einzeln steuerbaren Räder immer Bodenkontakt haben und etwa auch bei versenkten Pflugscharen zuverlässig funktionieren. Das ist einerseits wichtig, da ein fehlerhafter Betrieb die Nutzpflanzen beschädigen und den Ertrag reduzieren würde. Andererseits vermindert die ausgeglichene Gewichtsverteilung eine lokale Bodenverdichtung.
Wind, Krankheit und Schädlinge
Für die Navigation auf dem Feld sorgen zwei visuelle Sensoren. Während die Frontkamera die Pflanzenreihen erkennt, unterscheidet die auf den Boden gerichtete Kamera zwischen Unkraut und Nutzpflanze. Die eigens programmierte Software analysiert das Frontbild auf grüne Farbanteile und erkennt dabei die Richtung der Pflanzenreihe.
Jede Radachse von Rowesys ist auf beide Seiten um 180 Grad drehbar und wird gesteuert durch eine maxon Antriebseinheit bestehend aus einem DC-Motor RE 50, der über ein Planetengetriebe GP 62 untersetzt wird und mit einem Encoder verbunden ist. Dieser Motor besitzt einen hohen Wirkungsgrad, ist energieeffizient und sehr leistungsstark.
maxon unterstützt mit dem Young Engineers Program (YEP) innovative Projekte mit vergünstigten Antriebssystemen und technischer Beratung. Mehr unter www.drive.tech
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