Die Zukunft der Landwirtschaft ist ... Roboter?

Bild: Erdsinn
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Fortschrittliche Technologien erobern rasch die Landwirtschaft, wodurch die gesamte Nahrungskette letztendlich in die Hände fehleranfälliger Technokraten gelangt, die nur dann „Ups!“ Sagen, wenn ein System ausfällt, während die Menschen verhungern. ⁃ TN Editor

In einem Forschungsgebiet am Highway 54 schimmerten im vergangenen Herbst Maisstängel in Reihen von 40 Fuß Tiefe. Girish Chowdhary, ein Agraringenieur an der Universität von Illinois in Urbana-Champaign, bückte sich, um einen kleinen weißen Roboter am Rand einer mit 103 markierten Reihe zu platzieren. Der Roboter mit dem Namen TerraSentia ähnelte einer aufgemotzten Version eines Rasenmähers -Zugräder und eine hochauflösende Kamera auf jeder Seite.

Ähnlich wie selbstfahrende Autos ihre Umgebung „sehen“, navigiert TerraSentia auf einem Feld und sendet Tausende von Laserpulsen aus, um die Umgebung abzutasten. Ein paar Klicks auf ein Tablet genügten, um den Roboter am Anfang der Reihe vor dem Start auszurichten. Er quietschte leicht, als er über die Spurrillen auf dem Feld fuhr.

"Es wird die Höhe jeder Pflanze messen", sagte Dr. Chowdhary.

Das und noch mehr würde es tun. Der Roboter ist darauf ausgelegt, ein möglichst detailliertes Porträt eines Feldes zu erstellen, von der Größe und dem Gesundheitszustand der Pflanzen bis zur Anzahl und Qualität der Ähren, die jede Maispflanze am Ende der Saison produzieren wird, damit Agronomen noch besser züchten können Kulturen in der Zukunft. Zusätzlich zur Pflanzenhöhe kann TerraSentia den Stammdurchmesser, den Blattflächenindex und die Anzahl der Bestände - die Anzahl der lebenden Getreide- oder Fruchtpflanzen - oder alle diese Merkmale gleichzeitig messen. Und Dr. Chowdhary arbeitet daran, noch mehr Eigenschaften hinzuzufügen, oder Phänotypenauf die Liste mit Hilfe von Kollegen bei EarthSense, einem Spin-off-Unternehmen, das er gegründet hat, um mehr Roboter herzustellen.

Traditionell haben Pflanzenzüchter diese Phänotypen von Hand gemessen und damit Pflanzen ausgewählt, die die besten Eigenschaften für die Erzeugung von Hybriden aufweisen. Das Aufkommen der DNA-Sequenzierung hat dazu beigetragen, dass die Züchter Gene für einige wünschenswerte Merkmale isolieren konnten. Ein Mensch muss jedoch noch beurteilen, ob die aus der vorherigen Generation isolierten Gene tatsächlich zu Verbesserungen bei den nächsten führten.

Ein Aufblühen von Bots

"Die Idee ist, dass Roboter den Phänotypisierungsprozess automatisieren und diese Messungen zuverlässiger machen können", sagte Dr. Chowdhary. Auf diese Weise können TerraSentia und ähnliche Unternehmen dazu beitragen, den Ertrag von Farmen zu optimieren, der weit über das hinausgeht, was nur der Mensch erreichen konnte.

Die Automatisierung war schon immer ein wichtiger Bestandteil der Landwirtschaft, von den ersten Sämaschinen bis zu modernen Mähdreschern. Landtechnik wird mittlerweile regelmäßig mit Sensoren ausgestattet, die maschinelles Lernen und Robotik nutzen identifizieren Sie Unkräuter und berechnen Sie die Menge an Herbizid das muss man zum beispiel sprühen oder lernen Erkennen und pflücken Sie Erdbeeren.

In letzter Zeit sind scharenweise kleinere, geschicktere Roboter aufgetaucht. Im Jahr 2014 veröffentlichte das französische Unternehmen Naïo 10 Prototypen eines Roboters namens Oz, der nur einen Meter lang ist und ungefähr 300 Pfund wiegt. Es setzt Phänotypen von Gemüsepflanzen zusammen, selbst wenn es Unkraut verschlingt. Das in der Schweiz ansässige Unternehmen EcoRobotix stellt einen solarbetriebenen Roboter her, mit dem Pflanzen und Unkräuter schnell identifiziert werden können. Das Gerät ähnelt einem Beistelltisch auf Rädern. Der Haushaltsgerätehersteller Bosch hat zudem einen Roboter namens BoniRob zur Boden- und Pflanzenanalyse getestet.

"Plötzlich beginnt man zu begreifen, dass Datenerfassungs- und Analysetools, die während des Technologiebooms in den 90er Jahren entwickelt wurden, auf die Landwirtschaft angewendet werden können", sagte George A. Kantor, ein leitender Systemwissenschaftler an der Carnegie Mellon University, der seine eigenen einsetzt Forschung zur Entwicklung von Instrumenten zur Schätzung des Ernteertrags.

Der TerraSentia gehört zu den kleinsten heute erhältlichen Farmbots. Mit einer Breite von 12.5 Zoll und ungefähr der gleichen Höhe passt der 30-Pfund-Roboter gut zwischen Reihen verschiedener Ernten. Der Schwerpunkt liegt auch auf der Erfassung von Daten, die viel früher in der landwirtschaftlichen Pipeline vorliegen: In den Forschungsparzellen wählen die Pflanzenzüchter die Sorten aus, die letztendlich auf den Markt gebracht werden.

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