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Intelligent decision from vineyard robots

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Robotertechnik überwacht Traubenerzeugung in Europas Weinbergen

Mit der Hilfe eines Roboters können nun das Wachstum und die Erzeugung von Weintrauben erheblich besser überwacht werden. Dank EU-finanzierter Forschung gestaltet sich die Erhebung kritischer Daten über den Wasserstatus und die Vitalität der Laubfläche der Reben jetzt viel einfacher.

Lebensmittel und natürliche Ressourcen

Die gegenwärtig bei der Überwachung des Wachstums und der Reifung der Trauben in Hinsicht auf die Weinlese eingesetzten Verfahren liefern den Weinbaubetrieben nicht unbedingt die zuverlässigsten und nützlichsten Informationen für die Ernte. Manuelle Methoden sind zeitaufwendig und körperlich anstrengend, weshalb sie nicht regelmäßig zum Einsatz kommen. Genauigkeit ist jedoch entscheidend, um die hohe Qualität der europäischen Weine zu erhalten und zu gewährleisten, dass die EU weltweit führend in der Weinerzeugung bleibt. Heute entfallen auf die EU mehr als 45 % der weltweiten Rebflächen und 70 % der Ausfuhren. Gleichermaßen wichtig für die Qualität der Trauben ist das Wasser. Der UNESCO zufolge verbraucht die Landwirtschaft mit Abstand das meiste Süßwasser; sie ist für 70 % der Süßwasserentnahmen aus Flüssen, Seen und Grundwasserleitern verantwortlich. Angesichts dieses hohen Prozentsatzes „ist ein nachhaltiger und auf Kreisläufe abzielender Ansatz erforderlich, um die Wassernutzung zu optimieren, was aber derzeit schwierig ist, da es keine effiziente Möglichkeit gibt, den Wasserzustand (und damit den tatsächlichen Bedarf) der Pflanzen abzuschätzen“, erklärt Francisco Rovira-Más, Projektkoordinator von VineScout.

Roboter in den Weinbergen

Dem EU-finanzierten Projekt VineScout gelang nun die Entwicklung des Konzepts eines Überwachungsroboters für Rebflächen, womit eine effiziente Lösung für die Überwachung des Wasserstatus und der Vitalität der Laubflächen der Reben vorliegt. Der VineScout-Roboter löst diese Aufgabe auf automatisierte Weise mit einer Kombination aus Ernte- und Umgebungssensoren, die in Echtzeit und ohne die Pflanzen zu berühren Schätzungen vornehmen können. Der Roboter sammelt die Daten auf der Anbaufläche, gemessen in weniger als einem Meter Entfernung zu den Pflanzen. Somit können die Daten genauer und zuverlässiger erfasst werden. Mehrere Pflanzensensoren nehmen die Laubwandtemperatur und georeferenzierte multispektrale Informationen der Reben auf, und anhand der Berechnung von Vegetationsindizes werden Karten über die Laubwandtemperatur und das vegetative Wachstum erstellt. Die Daten werden dann an den Weinbaubetrieb übermittelt, wo der Status und die Bedürfnisse der Rebfläche überwacht sowie Entscheidungen über den besten Zeitpunkt für die Bewässerung, die Anwendung von Behandlungen oder die Auswahl verschiedener Zonen zur effizienteren Ernte der Trauben getroffen werden. Im Grunde genommen kartiert der Roboter die Anbaufläche. „Wir haben es von 30 auf über 20 000 Messungen für dieselbe Rebfläche geschafft. Sehr große Datenmengen bereiten den Weg zu Big Data-Anwendungen und zur effektiven Implementierung von Algorithmen aus dem Bereich der künstlichen Intelligenz, anhand derer wir im Endeffekt so komplexe Phänomene wie die Resistenz gegen Wasserstress und das Pflanzenwachstum unter dem Szenario des Klimawandels verstehen werden“, merkt Rovira-Más an.

Ein Blick in die Zukunft des Weinanbaus

Die Entwicklung dieses Roboterkonzepts mit seinem Navigationssystem, bei dem keine zuvor aufgezeichneten Karten erforderlich sind, und seinem nur mit erneuerbarer Energie betriebenen Antriebskonzept war tatsächlich eine geniale Leistung. Für den Navigationsalgorithmus hat das Team außerdem ein europäisches Patent angemeldet. „Da diese Lösung im Lauf des Projekts viele Stunden lang in echten Weinbergen validiert wurde, sind wir fest davon überzeugt, dass sie der Vorläufer vieler zukünftiger Agrarroboter sein könnte“, schließt Rovira-Más. Nachdem in den europäischen Weinbergen mit der Einführung der Computer und der Automatisierung die harte körperliche Arbeit reduziert wurde, sind im Weinbau nicht nur generell mehr junge professionelle Leute (unter 35), sondern insbesondere auch mehr Frauen zu erwarten, die als Managerinnen und Unternehmerinnen landwirtschaftlicher Betriebe in Erscheinung treten.

Schlüsselbegriffe

VineScout, Roboter, Weinberg, Rebfläche, Weinbaubetrieb, Überwachung, Traubenernte

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