Dahlia Robotics – Roboter für nachhaltige Landwirtschaft

Im letzten Jahrhundert wurden die Felder von lauten, knatternden Treckern mit schwarzem Abgas dominiert. Heute findet eine leise Revolution in der Landwirtschaft statt, bei der Roboter, Drohnen, Sensoren und Kameras zum Einsatz kommen. Giovanni Boglino und Torsten Steiner treiben mit Dahlia Robotics und ihren autonomen Agrarrobotern die moderne Landwirtschaft voran.

Seit eh und je konkurrieren Unkräuter mit unseren wertvollen Nutzpflanzen um Wasser, Nährstoffe und Sonnenlicht. Um eine reiche Ernte zu gewährleisten, sind Herbizide von enormer Bedeutung. Doch leider geht damit ein großer Verbrauch an Energie und Ressourcen einher, sei es bei deren Produktion, Verteilung oder Anwendung. Zudem können Rückstände in die menschliche Nahrungskette gelangen und unser Wohlbefinden beeinträchtigen. Aus diesem Grund hat die Europäische Kommission das Ziel ausgegeben, die Verwendung gefährlicher Pestizide bis 2030 um 50% zu reduzieren.

NACHHALTIGE LANDWIRTSCHAFT MIT AUTONOMEN AGRARROBOTERN

Giovanni Boglino und Torsten Steiner möchten diese Herausforderung mit ihrem Startup Dahlia Robotics lösen, das autonome Landwirtschaftsroboter zur mechanischen Unkrautregulierung entwickelt. Ursprünglich arbeitete Torsten an einem autonomen Roboter zum Erziehen von Katzen. Nachdem sich Giovanni und Torsten auf einem Meetup bei Magazino kennenlernten, ergab sich schnell eine Diskussion, wie autonome Maschinen Unkraut auf Feldern beseitigen könnten.

Heute verbinden die Gründer Agrarrobotik mit einer selbstständig arbeitenden und lernenden künstlichen Intelligenz. Ein KI-basiertes optisches System steuert die Maschine, fährt durchs Feld und unterscheidet Unkraut von Kulturpflanzen – und das mit 99% Genauigkeit. Die Zukunft der Landwirtschaft sehen die beiden Gründer geprägt von Robotern auf den Feldern. „Wir verfolgen die Vision, die erste Generation autonomer Landwirtschaftsroboter in Europa einzuführen“, so Torsten Steiner. Das Ziel ist es, die Verwendung von Herbiziden überflüssig zu machen und somit den Übergang zu einer nachhaltigen Form der Landwirtschaft zu ermöglichen.

EIN ROBOTER, DER NUTZPFLANZEN VON UNKRAUT UNTERSCHEIDET

Mit ihrer Expertise und der innovativen Idee konnten die Gründer bereits lokale Landwirt*innen als Unterstützer*innen gewinnen, die ihre Roboter auf Feldern testen. „Mit unseren Hackrobotern kommen Landwirt*innen auch ohne Herbizide auf ein vergleichbares Ertragsniveau, das sonst nur mit einer erheblichen Menge manueller Feldarbeit erreichbar wäre“, sagt Torsten Steiner. „Landwirt*innen sollen eine High-Tech-Maschine einfach und ergonomisch bedienen können. Wir entwickeln unsere Prototypen darauf ausgerichtet weiter.“

AUTONOME ROBOTERTECHNIK MIT AI-UNTERSTÜTZTER PFLANZENERKENNUNG

Denn Dahlia 4.3 ist ein autonomer Roboter zur mechanischen Unkrautregulierung, optimiert speziell für Zuckerrüben und Salat. Doch wie genau funktioniert die Technologie eines autonomen Roboters mit KI-unterstützter Pflanzenerkennung? Der Dahlia 4.3 zeichnet sich durch einen emissionsfreien elektrischen Antrieb aus und hat eine Betriebszeit von über acht Stunden. Er arbeitet bis zum Sonnenuntergang sowie in der Nacht und kann seine Aufgaben selbst bei schwachen Lichtverhältnissen präzise ausführen. Im Gegensatz zu schweren Maschinen ist der Roboter aufgrund seiner leichten Aluminiumkonstruktion in der Lage, auch auf trockenem Boden zu fahren. Um drei Reihen gleichzeitig zu bearbeiten, verfügt das Gestell über drei identische Unkrautbekämpfungs-Module, die auf Reihenabstände zwischen 30-50cm eingestellt werden können.

Ein mechanischer Endeffektor, das sogenannte Weeding-Tool, entfernt die Unkrautpflanzen. Das Weeding-Tool wurde für eine hohe Betriebseffizienz entwickelt und bekämpft Unkraut in einer Geschwindigkeit von 30 Zentimetern pro Sekunde. Jedes Hackmodul enthält einen Energiekern und ein Nvidia GPU Core. Der Energiekern versorgt die Weeding-Tools mit Energie und steuert sie dadurch. Die GPU ist das Verarbeitungsgehirn. Sie analysiert den Bildstrom der nach unten gerichteten Kamera. Der GPU-Kern führt die Bildverarbeitung durch und verwendet künstliche neuronale Netzwerke, um Nutzpflanzen von Unkraut zu unterscheiden. Die Echtzeitposition jeder Nutzpflanze und Unkrautpflanze wird extrahiert.

Eine aktuelle Herausforderung ist, die Technologie unter möglichst vielen verschiedenen Feldbedingungen einsetzbar zu machen. Das interdisziplinäre Team besteht heute aus fünf Personen. Was es vor allem braucht, ist mehr Unterstützung im Bereich Maschinenbau, insbesondere in der Konstruktion und im Prototypenbau – das gate-Startup plant weiter zu wachsen. Eine Herausforderung, bei der das gate die Gründer hinter Dahlia Robotics persönlich unterstützt – um die Vision von autonomen Landwirtschaftsrobotern auf unseren Feldern Realität werden zu lassen.