Effizienz und Innovation in der Landwirtschaft: Die Welt der Agrarrobotik erkunden
Überblick
Der Einsatz von Robotik-Anwendungen bei der Konstruktion von Maschinen und der Ausführung von Aufgaben hat zu einer Zunahme von Forschung und Investitionen in die Anwendung von Landmaschinen in der Präzisionslandwirtschaft geführt. Das Bedienen, Lenken und Steuern autonomer Maschinen zur Ausführung landwirtschaftlicher Aufgaben wird als präzise autonome Landwirtschaft bezeichnet. Sie weckt das Interesse an der Agrarrobotik. Es wird erwartet, dass autonome Fahrzeuge in naher Zukunft eine zentrale Rolle bei allen Anwendungen für die Präzisionslandwirtschaft spielen werden.
Automatisierung und Robotik haben ein großes Potenzial, der Gesellschaft zu helfen, ihren Bedarf an landwirtschaftlicher Produktion im Jahr 2050 zu decken. In den letzten 60 Jahren waren Roboter von wesentlicher Bedeutung, um die Produktivität zu steigern und die Kosten in der industriellen Produktion und bei Gütern zu senken. Ein ähnlicher Trend hat sich in den letzten 20 Jahren in der Landwirtschaft herausgebildet, und selbstfahrende Traktoren und Erntemaschinen auf der Basis von GPS und Vision sind bereits auf dem Markt. Landwirte haben in jüngerer Zeit begonnen, autonome Systeme zu testen, die Prozesse wie Beschneiden, Ausdünnen und Ernten sowie Mähen, Sprühen und Unkrautbekämpfung automatisieren oder verbessern.
Im Jahr 2020 erwirtschaftete der globale Markt für professionelle Serviceroboter einen Umsatz von 6,7 Milliarden US-Dollar (Stichprobenverfahren), was einer Steigerung von 12 % gegenüber dem Vorjahr entspricht. Der Absatz neuer Konsumgüter-Serviceroboter stieg im gleichen Zeitraum um 16 % auf 4,4 Milliarden Dollar. Dies geht aus dem Bericht World Robotics 2021 – Service Robots der International Federation of Robotics (IFR) hervor.
Anwendungen von Agrarrobotern
Die Automatisierung dieser Anwendungen kann jedoch eine Herausforderung sein. Beispielsweise stößt ein Robotersystem, das zum Pflücken von Gemüsepaprika gedacht ist, auf viele Schwierigkeiten. Unter schwierigen Umständen, einschließlich Staub, unterschiedlicher Lichtintensität, Temperaturschwankungen und Bewegungen, die durch den Wind verursacht werden, müssen die Bildverarbeitungssysteme die Reife der Paprika lokalisieren und beurteilen. Aber das Pflücken einer Paprika erfordert mehr als nur modernste Bildverarbeitungstechnologie. Um eine Paprika vorsichtig zu greifen und zu platzieren, muss sich ein Roboterarm durch Umgebungen mit einer ähnlichen Anzahl von Gefahren bewegen. Im Vergleich zum Aufnehmen und Platzieren von Metallteilen an einem Fließband ist dieser Prozess sehr unterschiedlich. Der landwirtschaftliche Roboterarm muss genau genug sein, um die Paprika beim Pflücken nicht zu beschädigen, und flexibel genug, um in einer dynamischen Umgebung zu arbeiten.
Markttreiber und Beschränkungen der Agrarrobotik
Aufgrund des schwindenden Interesses an der Landwirtschaft und der wachsenden Zahl älterer Landwirte hat die Zahl der Arbeitskräfte in der Landwirtschaft in den letzten Jahren abgenommen. Die Landwirte stehen unter dem Druck, die Produktion aufrechtzuerhalten, um der steigenden Nachfrage nach frischen Produkten gerecht zu werden, da die Zahl der landwirtschaftlichen Arbeitskräfte weiter sinkt. Darüber hinaus führt der Trend zu weniger Beschäftigung zu höheren Arbeitslöhnen.
Als Folge des Arbeitskräftemangels prüfen die Beteiligten, wie die landwirtschaftlichen Betriebe modernisiert werden können. Laut einem Bericht der American Farm Bureau Federation (AFBF) verwenden beispielsweise 56 % der US-amerikanischen Betriebe inzwischen Agrartechnik, wobei mehr als die Hälfte der Anwender einen Arbeitskräftemangel anführt. Drahtlose Sensoren, Robotik, prädiktive Prognosemodelle und Datenanalysen sind einige der hochmodernen Anwendungen der Agrartechnik. Infolgedessen treiben steigende Löhne und Arbeitskräftemangel die Marktexpansion an.
Fazit
Verschiedene Agrarroboter verbessern die landwirtschaftlichen Praktiken und gehen auf besondere Probleme ein, von denen die Landwirte profitieren (z. B. Zeit-, Arbeits-, Geld- und Produkteinsparungen). Weltweit arbeiten zahlreiche Forscher, Ingenieure und Start-up-Unternehmen daran, die aktuelle Technologie voranzutreiben und brandneue, hochmoderne Roboter für noch mehr landwirtschaftliche Anwendungen zu entwickeln.
Autor: Divyansh Tiwari