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Ein Roboter auf Rädern überwacht das Traubenwachstum

Ein guter Wein braucht Zeit – und gute Trauben müssen mit zuverlässigen Mitteln ständig überprüft werden. Da es bislang noch keine andere Möglichkeit gibt, als Trauben zu Prüfzwecken händisch einzusammeln und zu analysieren, entwickelte ein EU-gefördertes Konsortium VineRobot – ein „unbemanntes Landfahrzeug“ (Unmanned ground vehicle; UGV), das mit non-invasiver Sensortechnologie ausgestattet ist.
Ein Roboter auf Rädern überwacht das Traubenwachstum
Um festzustellen, ob ihre Weintrauben erntereif sind, müssen Weinbauern bislang hunderte Früchte untersuchen. Das einzige verlässliche Instrument sind dabei ihre eigenen Augen.

Dank der Technologie von VINEROBOT (VINEyardROBOT) können sie sich nun auf den Tag freuen, an dem ihnen diese mühsame Arbeit von einem Roboter abgenommen wird, der den Traubenertrag abschätzen, das Wachstum überwachen und den Wasserbedarf sowie die Zusammensetzung der Trauben beurteilen kann und anschließend all diese Informationen auf das Smartphone oder Tablet seines Besitzers sendet.

Um die Arbeit am zweiten Prototyp abschließen zu können, wurde die Projektlaufzeit von VINEROBOT kürzlich um sechs Monate verlängert. Dr. Javier Tardaguila, der Koordinator des Projekts, spricht über die Vorteile dieser Technologie und hofft auf großen Erfolg innerhalb der Weinbaubranche.

Worin bestehen die Vorteile des VINEROBOT-Ansatzes im Vergleich zu den Alternativen?

In letzter Zeit wurden verschiedenste Fernerkundungslösungen, die von Luftfahrzeugen bis hin zu Satelliten reichen, durch Instrumente ergänzt, die eine gleichzeitige Erhebung von Spektraldaten aus dem sichtbaren und infraroten Wellenlängenbereich möglich machen, sodass Zustand und Wasserbedarf der Weinreben beurteilt werden können. Die geringe räumliche Auflösung multispektraler Geräte, die Anordnung der Reben in Reihen, die wetterabhängige Einsetzbarkeit sowie die hohen Kosten der luftgestützten Überwachung stellen große Hindernisse dar, die Fernerkundungsverfahren für kleine und mittlere Weingüter insgesamt impraktikabel machen.

VINEROBOT verspricht nun eine Alternative: Die Technik liefert mithilfe von Annäherungssensoren sofort zuverlässige Informationen. Zudem ist es non-invasiv, mit verschiedenen Bodentypen kompatibel, kostengünstiger zu betreiben und kann auf verschiedensten Weinbergen eingesetzt werden.

Was sind Ihrer Ansicht nach die innovativsten Aspekte des UGVs von VINEROBOT?

Die rationale Entscheidungsfindung erfordert in einer nachhaltigen Vitikultur eine objektive und kontinuierliche Überwachung wichtiger Parameter mittels fortschrittlicher Technologien und Sensoren direkt vor Ort. Derzeit sind allerdings keine Produkte auf dem Markt verfügbar, die wichtige Parameter wie landwirtschaftliche und physiologische Eigenschaften sowie die Fruchtzusammensetzung gleichzeitig und in Echtzeit erfassen können. Die Daten werden manuell erhoben, was mit hohen Kosten und einer geringen Auflösung einhergeht sowie von der subjektiven Wahrnehmung des Prüfenden beeinflusst wird.

Durch Entwurf, Entwicklung und Einsatz eines landwirtschaftlichen Roboters in Form eines UGVs und dessen Ausstattung mit mehreren non-invasiven Sensortechnologien, mit denen Wachstum, Nährstoffbedarf und Traubenzusammensetzung überwacht werden können, soll VINEROBOT Abhilfe schaffen. Unser Ziel besteht darin, die Bewirtschaftung von Weingütern zu optimieren und die Traubenzusammensetzung sowie die Weinqualität zu verbessern.

Welche Aufgaben kann dieser Roboter erfüllen?

VineRobot ist mit non-invasiven, fortschrittlichen Sensoren und Systemen für künstliche Intelligenz ausgestattet und liefert Weinbauern schnell zuverlässige und objektive Daten zum Zustand des Weinguts. Dank dieser Technologien kann VineRobot diese landwirtschaftlichen und physiologischen Daten unter den unsicheren Umgebungsbedingungen, die auf Weinbergen typischerweise herrschen, auch über längere Zeiträume hinweg autonom und sicher von den Reben erheben.

Die erste Version von VineRobot ist mit einem auf Fluoreszenz basierenden Sensor ausgerüstet, der den Stickstoffgehalt der Blätter ermittelt. Diese Messung erfolgt aus der Bewegung des Roboters heraus und liefert Informationen zur Heterogenität und zum Zustand des Weinguts.
Der andere Sensor von VineRobot misst den Anthocyaningehalt der Trauben. Dieses Instrument vereint einen Fluoreszenzsensor mit einer hochempfindlichen Kamera und sammelt Daten zur Zusammensetzung der Trauben.

Eine zweite Version von VineRobot ist bereits in Planung, die zwei weitere Sensoren bieten soll: einen zur Ertragsprognose und einen zur Beurteilung des Wasserbedarfs der Pflanzen.

Wie hat die Weinbranche bisher reagiert?

Winzer, die den VineRobot gesehen haben, zeigten sich sehr interessiert, insbesondere junge Weinbauern unter 45 Jahren, die neuen Technologien gegenüber häufig aufgeschlossener sind.

Langfristig ist jedoch zu erwarten, dass auch ältere Weinbauern unseren Roboter in Betracht ziehen werden, sobald sie von den guten Leistungen erfahren, die er in anderen Weingütern erzielt.

Welche konkreten Vorteile sind zu erwarten?

Der VineRobot arbeitet eigenständig, ohne dass ein Mensch vor Ort sein muss. Außerdem kann die Arbeitsgeschwindigkeit abhängig von der Größe des Weinbergs eingestellt werden, sodass der Roboter problemlos und in kurzer Zeit Informationen zum gesamten Gebiet sammeln kann, die er aussagekräftig visualisiert.

Anhand dieser Abbildungen der Weinparameter können Winzer erkennen, wie sie mit den Pflanzen am besten umgehen sollten. Sie können beispielsweise die mechanische Ernte oder Düngung präziser planen, was sich beträchtlich auf Ertrag und Weinqualität auswirken wird.

Wann soll die Vermarktung Ihrer Lösungen beginnen?

Wir schließen derzeit noch die Entwicklung von VineRobot ab und nehmen Verbesserungen an der neuesten Version vor. Wir wissen noch nicht genau, wann wir fertig sein werden, doch wir gehen davon aus, das Produkt nächstes Jahr vermarkten zu können.

VINEROBOT
Finanziert unter FP7-ICT
Projektwebsite

Quelle: Ein Interview aus dem Magazin research*eu Ergebnisse, Ausgabe 63, S. 9–10

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