Feldroboter BoniRob der Bundeskanzlerin vorgestellt Dienstag, 20. Oktober 2015

(Robert Bosch GmbH / Hochschule Osnabrück) Neue Arbeitswelt für kreative Köpfe: Mit seinem Forschungscampus in Renningen will Bosch die Disziplinen übergreifende Zusammenarbeit fördern und so seine Innovationskraft weiter stärken. Im neuen Zentrum für Forschung und Vorausentwicklung sind rund 1.700 kreative Kräfte in der angewandten Industrieforschung tätig. In Anwesenheit von Bundeskanzlerin Dr. Angela Merkel und Baden-Württembergs Ministerpräsident Winfried Kretschmann sowie zahlreichen weiteren Gästen aus Politik, Wirtschaft und Wissenschaft wurde der Forschungscampus jetzt eröffnet.

Während der Feierstunde betonte die Bundeskanzlerin die Bedeutung der angewandten Industrieforschung: „Forschung und Innovation sind die Quellen unseres Wohlstandes“, so Dr. Merkel. Rund 310 Millionen Euro hat das Unternehmen in seinen neuen Standort investiert. Der Forschungscampus steht unter dem Motto „Vernetzt für Millionen Ideen“ und ist laut dem Unternehmen „der Knotenpunkt des weltweiten Forschungs- und Entwicklungsnetzwerkes“.

In diesem Netzwerk ist auch der autonome Feldroboter „BoniRob“ entstanden, den die Bundeskanzlerin bei einem Rundgang durch den Forschungscampus besichtigt hat. Der Roboter geht auf ein vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) und der Bundesanstalt für Landwirtschaft (BLE) gefördertes, öffentliches Verbundprojekt zurück. Dafür haben Experten von Bosch, der Hochschule Osnabrück und dem Landmaschinenhersteller Amazone zusammengearbeitet. Die Neuentwicklung hat erhebliche Potentiale und wurde bereits mehrfach ausgezeichnet: So erhielten die Projektpartner im Frühjahr auf dem Europäischen Robotik-Forum in Wien den „2015 euRobotics Technology Transfer Award“. Im September 2015 hat der Agrarroboter von Bundeslandwirtschaftsminister Christian Schmidt den Deutschen Innovationspreis Gartenbau in der Kategorie Technik erhalten. „BoniRob ermöglicht ressourcenschonende – ökologisch wie ökonomisch orientierte – landwirtschaftliche Prozesse, natürlich unter Aufsicht des Menschen und jedoch weitgehend automatisiert“, beschreibt Prof. Dr. Arno Ruckelshausen von der Hochschule Osnabrück die Vorteile des Roboters. Inzwischen hat Bosch die Weiterentwicklung des erfolgreichen Hightech-Werkzeugs des unternehmenseigenen Start-ups Deepfield Robotics übernommen.

„Wir nutzen unsere Kompetenz in Sensorik, Algorithmik und Bilderkennung, um zu mehr Lebensqualität beizutragen“, erklärt Professor Dr. Amos Albert, Leiter des Bosch-Start-ups Deepfield Robotics. Schätzungsweise um drei Prozent jährlich müssen die Erträge in der Landwirtschaft zunehmen, um mit dem Bevölkerungswachstum mitzuhalten. Neben innovativer Agrartechnik und einem verbesserten Pflanzenschutz kommt deshalb insbesondere der effizienteren Pflanzenzucht eine wesentliche Bedeutung zu. Dort automatisiert und beschleunigt der BoniRob Analyseverfahren. Der Roboter ist so groß wie ein Kleinwagen und manövriert dank innovativen Positionsbestimmungsverfahren sowie Satellitennavigation auf den Zentimeter genau über das Feld. Er kann auch zur umweltschonenden Kultivierung von Ackerflächen eingesetzt werden.

Umfeldsensorik und Bildverarbeitung in der Pflanzenzucht
Pflanzenzüchter sind heute in der Lage, das Erbgut neuer Sorten im Labor sehr detailliert zu analysieren. Wie gut die Pflanzen aber tatsächlich wachsen, ob sie resistent gegen Schädlinge sind und wie viel Dünger und Wasser sie brauchen – all das zeigt sich erst im „Praxiseinsatz“ auf dem Feld. Dort untersuchen und analysieren Pflanzenforscher in oft akribischer Handarbeit tausende Gewächse: Blattgröße und -farbe, Fruchtgröße und -form, Wuchsform, Insektenbefall oder den Gehalt des grünen Blattfarbstoffes Chlorophyll. Auf Basis dieser Untersuchungsergebnisse entscheiden sie dann, mit welchen Pflanzen sie weiterarbeiten möchten. Diese sogenannte „Bonitur“ ist Namensgeber für den BoniRob.

Schonende Unkrautbeseitigung
Nicht nur die Pflanzenzucht kann der BoniRob wesentlich beschleunigen. Auch die alltägliche Arbeit auf dem Feld erleichtert der Agrarroboter. So unterscheidet er anhand der Blattformen Nutzpflanzen von Unkraut. Mit Hilfe eines Rammstabs beseitigt er Unkraut dann mechanisch statt mit Gift. Unerwünschte Pflanzen werden einfach und mit hoher Geschwindigkeit in den Boden gerammt.

Zunehmende Intelligenz durch maschinelles Lernen
Mit Blick auf die vielfältige Flora kommt der automatischen Bilderkennung des BoniRobs eine wesentliche Rolle zu. Albert beschreibt die Herausforderung: „In frühen Stadien ähneln sich zum Beispiel die Blätter von Möhren und Kamille sehr.“ Daher muss er dem BoniRob das Lernen und Erkennen von Blattformen beibringen. Wie „erklärt“ man einem Robotersystem die Formen eines Möhrenblattes? Das Forschungsteam nutzt dafür das sogenannte maschinelle Lernen. Dabei erfasst die Technik viele Bilddaten, in denen die Forscher die Unkräuter markieren. „Der BoniRob lernt so mit der Zeit, immer besser anhand Parameter wie Blattfarbe, -form und -größe zwischen gewünschten und unerwünschten Pflanzen zu unterscheiden“, beschreibt Albert.

Von: Nadine Loleit / Lidia Uffmann