Autonomes Leichtgewicht für die Feldarbeit

Digitale Technologien : Neues Master-Angebot qualifiziert für „Smart Farming“ und „Digital Agribusiness“ – erste Projektergebnisse vorgestellt

win­ter­berg-total­lo­kal : FH-SWF/S­oest : Land­wirt­schaft ist echt und zum Anfas­sen. Hier geht es um leben­de Tie­re, um gedei­hen­de Pflan­zen und natür­lich um Landwirt*innen, die mit der Erzeu­gung land­wirt­schaft­li­cher Pro­duk­te die Ernäh­rung welt­weit sichern. Wie ist das mit Digi­ta­li­sie­rung ver­ein­bar ? Kann eine Maschi­ne den Acker bes­ser pfle­gen und bear­bei­ten als der Mensch ? Es geht nicht um Ver­drän­gung, son­dern um smar­te Ergän­zung. Wie die­se aus­se­hen kann, stell­ten Stu­die­ren­de der Fach­hoch­schu­le Süd­west­fa­len im Rah­men des „Pro­jekt­ta­ges Digi­ta­le Tech­no­lo­gien“ vor.

Um land­wirt­schaft­li­che Flä­chen wirt­schaft­lich nut­zen zu kön­nen, wird der Ein­satz immer grö­ße­rer Land­ma­schi­nen erfor­der­lich, mit nega­ti­ven Fol­gen für die Boden­qua­li­tät. Ein stu­den­ti­sches Pro­jekt­team stell­te sich also der Auf­ga­be, einen „leich­ten“ Agrar-Robo­ter für die Arbeit auf dem Feld zu ent­wi­ckeln, der auf­grund des gerin­gen Eigen­ge­wichts nur eine mini­ma­le Boden­ver­dich­tung ver­ur­sacht und auto­nom fah­rend dau­er­haft in Betrieb sein kann. Her­aus­ge­kom­men ist der „ARobS Feld­meis­ter 100“, 6 bis 8 km/​h schnell und mit einer voll­elek­tri­schen Antriebs­leis­tung von 30 kW. Der Clou ist das Antriebs­kon­zept. Alle vier Räder kön­nen unab­hän­gig von­ein­an­der von je einem 7,5 kW-star­ken Elek­tro­mo­tor mit inte­grier­ter Brem­se ange­trie­ben und ein­zeln gesteu­ert wer­den. Jedes Rad ver­fügt über einen 180°-Lenkwinkel nach links und rechts, was eine maxi­ma­le Wen­dig­keit auf der Stel­le ermög­licht. Die Zug­leis­tung ist groß genug, um han­dels­üb­li­che Arbeits­ma­schi­nen bei­spiels­wei­se zur Unkraut­re­gu­lie­rung oder zur Aus­saat anzu­hän­gen und zu betrei­ben. Eine Her­aus­for­de­rung für die Stu­die­ren­den war, das erfor­der­li­che Sicher­heits­kon­zept für den Ein­satz des Robo­ters umzu­set­zen. So muss das Gerät unver­züg­lich stop­pen kön­nen, wenn ein Mensch in die Que­re kommt oder Hin­der­nis­se dro­hen, das Gerät zu beschä­di­gen. Die Lösung bringt ein red­un­dan­tes Sen­sor­sys­tem für den Out­door-Bereich, das in der Lage ist, den Bereich um den Robo­ter her­um mehr­fach und auf ver­schie­de­ne Wei­se gleich­zei­tig zu erfas­sen. Vor dem Arbeits­ein­satz wird eine Fahr­spur am PC geplant und auf den Rech­ner des Robo­ters gela­den. Unter­stützt durch GPS-Daten sowie das RTK-Kor­rek­tur­si­gnal eines kom­mer­zi­el­len Anbie­ters, hält der auto­no­me Robo­ter die Spur mit einer Genau­ig­keit von bis zu 2,5 cm. Bedient, jus­tiert und über­wacht wird der Agrar-Robo­ter über ein Tablet, manu­ell vor Ort oder per Fern­über­wa­chung von zuhau­se aus. Das Pro­jekt­team hat einen Mate­ri­al­preis von 125.700 Euro net­to berechnet.

Bis­lang gibt es den Pro­to­ty­pen des „ARobS Feld­meis­ter 100“ nur in digi­ta­ler Form. Das Pro­jekt zeigt aber anschau­lich, wel­che Kom­pe­ten­zen Stu­die­ren­de im Mas­ter­stu­di­en­gang Digi­ta­le Tech­no­lo­gien erwer­ben. Für Absolvent*innen eines Agrar­Ba­che­lors oder ver­wand­ter Stu­di­en­gän­ge ist der Stu­di­en­gang ein bun­des­weit ein­zig­ar­ti­ges Ange­bot : Mit der Ver­tie­fung „Smart Far­ming“ und einem brei­ten Spek­trum an Grund­la­gen und Anwen­dun­gen zu „Digi­ta­len Tech­no­lo­gien“ ist die­ses beson­ders für die­je­ni­gen gedacht, die agrar­wis­sen­schaft­li­ches Fach­wis­sen mit digi­ta­len Kom­pe­ten­zen ver­bin­den wol­len. Der Ein­satz digi­ta­ler Tech­no­lo­gien wird künf­tig maß­geb­lich über den Erfolg in Agrar- und Ernäh­rungs­wirt­schaft ent­schei­den. Im Fokus steht neben Anwen­dung ins­be­son­de­re „Schnitt­stel­len­kom­pe­tenz“ – die Fähig­keit, in inter­dis­zi­pli­nä­ren Ent­wick­lungs­teams gemein­sam mit Informatik‑, Kon­struk­ti­ons- und Design-Expert*innen sowie Ökonom*innen an fach­spe­zi­fi­schen Anwen­dun­gen und kom­ple­xen Lösun­gen zu arbei­ten. Absolvent*innen sol­len auf­grund ihres tech­ni­schen Hin­ter­grunds in die Lage ver­setzt wer­den, gemein­sam mit IT-Expert*innen Digi­ta­li­sie­rungs­tech­no­lo­gien adäquat ein­zu­set­zen sowie ihre Mög­lich­kei­ten und Gren­zen zu verstehen.

Einen beson­ders hohen Stel­len­wert nimmt der inter­dis­zi­pli­nä­re Ansatz ein. So berei­ten sich Stu­die­ren­de schon im Stu­di­um im Rah­men von Pro­jek­ten auf die spä­te­re Zusam­men­ar­beit in „fach­lich gemisch­ten“ Ent­wick­lungs­teams im Job vor. Die ers­te Prä­sen­ta­ti­ons­run­de lie­fer­te beein­dru­cken­de Ergeb­nis­se, dar­un­ter Pro­jek­te mit Agrar­be­zug wie der beschrie­be­ne Agrar-Robo­ter, ein „LoRa­Wan-basier­tes Sen­sor­netz­werk für Boden­feuch­te­sen­so­ren“ und die „Opti­mie­rung der Usa­bi­li­ty einer Manage­ment-App für Hüh­ner­stäl­le“. Nähe­re Infor­ma­tio­nen zum Mas­ter­stu­di­en­gang Digi­ta­le Tech­no­lo­gien fin­den Inter­es­sier­te im Netz unter www​.fh​-swf​.de/​c​m​s​/​m​a​s​t​e​r​-​d​i​g​i​t​a​l​e​-​t​e​c​h​n​o​l​o​g​ien. Die Bewer­bungs­frist für das kom­men­de Som­mer­se­mes­ter läuft noch bis Ende Februar.

Bild : Maxi­mi­li­an Lan­ger, Eric Stei­mann, Lenn­art Göde­ke, Phil­ipp Bräu­ti­gam, Chris­ti­an Schmit­te, Micha­el Janik und Mat­thi­as Miet­ner stell­ten ihren Ent­wurf für den Agrar-Robo­ter vor. Betreut wur­de das Pro­jekt von Prof. Dr. Jens Becht­hold und Prof. Dr. Bodo Mistele.

Foto­credits : Projektteam

Quel­le : Fach­hoch­schu­le Südwestfalen