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Software, 11.01.2018

Selbst ist der Traktor

Zugmaschinen ohne Fahrer, autonome Straßenwalzen, selbstfahrende Löschfahrzeuge: Robotervehikel ABSEITS DER STRASSE haben bessere Chancen auf schnelle Umsetzung als Google Car & Co.
Pestizide sind für den Biogemüsebauern Ernst Friedrich tabu. Der Landwirt aus dem Marchfeld, der in Deutsch-Wagram eine Fläche von 50 Hektar bewirtschaftet, muss das lästige Beiwerk im Gemüse händisch entfernen lassen. Dazu engagiert er jeweils zehn bis fünfzehn Saisonniers. „Das ist bürokratisch und nervenaufreibend“, stöhnt der Agrarier.
Doch nun gibt es erstmals eine Methode, die sein Problem lösen könnte. Oder, richtiger: eine Maschine. Ab Sommer will er auf seinen Feldern ein selbstfahrendes Vehikel mit Kameras zum Einsatz bringen, dessen Bildverarbeitung die
störenden Hirse-, Fuchsschwanz- oder Kamillepflanzen von Kulturpflanzen unterscheiden und im selben Arbeitsgang das Beikraut gleich per Laser entfernen soll. „Wir verbessern die Algorithmen ständig“, ist Friedrich optimistisch, dass sein Agrarroboter mit E-Motor und Raupenantrieb funktionieren wird.
Während zuletzt alle Augen auf das selbstfahrende Auto von Tesla, Google & Co. gerichtet waren, ist die Technologie
abseits der Straße weiter gediehen als vielfach bekannt. In der Lagerhaltung sind fahrerlose Stapler keine Exoten mehr, Baumaschinenhersteller präsentieren erste Prototypen von vollautomatischen Radladern, Spezialfahrzeugfirmen entwickeln Vehikel für den Einsatz bei Tunnelbränden oder Atomunfällen. Weil diese speziellen Mobile in der Regel auf abgegrenztem Gebiet unterwegs sind, rechnen Experten sogar damit, dass die autonome Straßenwalze oder die fahrerlose Sämaschine schneller in den Regelbetrieb kommen werden als der Pkw und der Lkw. Und anders als bei den Autokonzernen mit ihren riesigen Entwicklungsabteilungen sind bei den Offroadfahrzeugen häufig Tüftler am Werk, die mit den Großen darin wetteifern, wer die Erfindungen zuerst zur Anwendung bringen kann. Ernst Friedrich konstruiert seinen Unkrautvernichtungsroboter etwa im Zusammenspiel mit Bernhard Peschak, den er zufällig auf einer Veranstaltung an der Wiener Boku kennen gelernt hat. Peschak ist Lektor für Mechatronik und Robotik an der Fachhochschule Technikum Wien und Gründer der Firma Peschak Autonome Systeme (PAS) mit Sitz im Weinviertel. Über die Crowdinvesting-Plattform Conda hat PAS bereits über 75.000 Euro für die Fertigentwicklung des selbstdenkenden und -lenkenden Traktors gesammelt. Die kamerabasierte Lösung macht es möglich, bestehende Gefährte aufzurüsten: Sie kann auf jeden Traktor montiert werden, „egal, welcher Hersteller, egal, welches Baujahr.“ Das sei, fügt Peschak kokett hinzu, „natürlich interessant für die Hersteller von Landmaschinen.“
ZUGMASCHINE 4.0.
Im Wettlauf um die besten Offroad-Roboterlösungen bekommen der Biobauer und der Ingenieur jedoch Konkurrenz von den ganz Großen. Das Start-up Deepfield Robotics des Autozulieferers Bosch hat etwa bereits einen automatischen Jäteassistenten entwickelt (siehe Bild). Und die Landmaschinengiganten wie Claas, John Deere oder der zur Fiat-Industriesparte CNH Industrial gehörende Hersteller Case IH drehen ihrerseits nicht die Däumchen, bis ihnen etwas von außen angetragen wird.
Am 20. Februar etwa hat Case IH, in Österreich mit der Marke Steyr Marktführer, am Rand einer internationalen Landmaschinen-Fachmesse in Paris erstmals in Europa einen kabinenlosen, vom Tablet-PC aus fernsteuerbaren
Konzepttraktor präsentiert, der nicht nur in Sachen Lenkgenauigkeit Standards setzen soll, sondern auch über Näherungssensoren, Radar und hochmoderne Lasertechnik verfügt. „Das autonome Traktorkonzept ist der nächste Schritt in die Zukunft von Precision Farming“, ist der Oberösterreicher Andreas Klauser, bei CNH Industrial für Case IH global zuständiger Boss, überzeugt.
Das futuristisch anmutende Fahrzeug ist VON BERNHARD ECKER t folglich kein Selbstzweck, sondern
ein weiterer Baustein des übergeord­neten Traums einer zunehmend präzisi­onsgesteuerten Landwirtschaft. Eine der Visionen: GPS-gesteuerte Leittraktoren tauschen mit den ihnen folgenden Fahr­zeugen ständig Daten aus, sodass an kei­ner Stelle doppelt gesät, geerntet oder ge­pflügt wird. Der Mähdrescher wiederum merkt sich genau, wo der Ernteertrag ge­ring war - und gibt im System den Befehl weiter, im nächsten Jahr an besagter Stel­le eben mehr Düngemittel auszubringen.
Der selbstfahrende Traktor, so merkt Case-IH-Manager Christian Huber an, sei aber nicht nur für große Getreidebau­ern in den Ebenen von Nutzen, sondern auch im Weinbau. Denn die dabei einge­setzten Spritzmittel erzeugen oft einen Nebel, vor dem die Traktorfahrer ge­schützt werden müssen, etwa durch Si­cherheitsvorkehrungen in den Kabinen. „Und sollte dann wegen Windstille zum Beispiel um zwei Uhr nachts die beste Zeit sein, um durch die Weinberge zu fahren", so Huber, „dann sind die Fahrer in der Regel nicht verfügbar." Fährt das Fahrzeug hingegen auto­nom, ist das hinfällig.
KAMERASYSTEME.
Aber nicht nur die Entwicklungsabteilungen großer und kleiner Unternehmen arbeiten fieberhaft an neuen Lösungen zur Steigerung der Effizienz, Sicherheit und Klimaverträg­lichkeit. Auch staatliche Forschungsinsti­tutionen wie das Austrian Institute of Technology (AIT) beschäftigen sich in­tensiv mit autonomem Fahren - und konzentrieren sich dabei vor allem auf Nischenlösungen.
Das Team rund um Manfred Gruber, Leiter des Geschäftsfeldes Autonome Systeme am AIT, hat etwa ein zweiäugi­ges Kamerasystem entwickelt, das zwi­schen Hintergrund und Objekt besser unterscheiden kann - und so Unfälle wie jenen tödlichen eines Tesla-Autos in Kali­fornien im Mai 2016 vermeiden soll. In Kooperation mit der Österreich-Nieder­lassung des Baumaschinen-Herstellers Liebherr wurde so ein Werkzeug geschaf­fen, um Personen in den Gefahrenberei­chen rund um große Radlader auf Bau­stellen zu erkennen. Für das Bundesheer hat Grubers Mannschaft wiederum einen selbstfahrenden Lkw entwickelt, der auch im Gelände einsatzfähig ist.
Lokale Forschung ist ein Gebot der Stunde, um die Technologie zu adaptieren: Denn nicht alles, was bei Google & Co. in Kalifornien funktioniert, sei auch eins zu eins auf Mitteleuropa übertrag­bar, wo das Wetter ebenso anders sei wie die landschaftlichen Gegebenheiten, so Gruber. Die Zukunft werde deshalb eine Kombination aus satellitengestützen Sys­temen, Kameras, Radar oder auch Ultra­schall sein. „Denn GPS ist nicht überall zuverlässig verfügbar, etwa in gebirgigen Regionen, in Waldrandlagen oder in städtischen Häuserfluchten."
Vollautonome Gefährte in der Land-ebenso wie in der Bauwirtschaft haben jedenfalls nach Einschätzung vieler die besseren Chancen, schnell in Anwendung zu kommen als selbstfahrende Autos. „Zumindest vom rechtlichen Standpunkt aus ist es in abgegrenzten Gebieten einfa­cher", meint Torbjörn Holmström, seit den Achtzigerjahren Cheftechnologe beim schwedischen Baumaschinenher­steller Volvo, einem Pionier der Automa­tisierung in seiner Branche. Während die Haftungsfragen überall gleich kompli­ziert sind, ist bei den Anwendungen ab­seits der Straße zumindest keine völliges­ Neuschreiben der Straßenverkehrsordnungen notwendig.
Holmström hat im Herbst für Aufsehen gesorgt, als er einen fahrerlosen Volvo-Truck in ein schwedisches Erzbergwerk, rund 1.300 Meter unter der Erdoberfläche, einfahren ließ und sich selbst mitten auf die Straße stellte. Das Fahrzeug hielt unmittelbar vor ihm, obwohl „ich bereit war, wegzuspringen“, wie Holmström gesteht, der die Aktion auf Video dokumentiert hat. Tunnelbohrmaschinen und Radlader könnten schon bald ähnlich autonom agieren wie das Versuchsfahrzeug im Bergwerk. Am AIT fragte kürzlich eine australische Firma an, die eine selbsttätige Straßenwalze entwickeln will. Nach Ansicht des Schweden Holmström, der nach wie vor den Menschen im Mittelpunkt der Volvo-Produktewelt sieht, führe kein Weg an der Vollautomatisierung vorbei: „Das wird kommen, ob man es begrüßt oder nicht.“
ROBOTER ALS RETTER.
Wie in vielen anderen Bereichen gilt deshalb auch bei Nutzfahrzeugen:
Was digitalisiert werden kann, wird digitalisiert. Während die Optimisten der Branche jedoch damit rechnen, dass viele der Großmaschinen schon in wenigen Jahren standardmäßig autonom agieren werden, ist Holmström vorsichtiger: Er meint, dass erst Ende der 2020er der große Durchbruch bevorsteht. Etwas länger wird es wohl noch in einem Bereich dauern, der insbesondere für Österreichs Feuerwehren größte Relevanz hat: dem Katastrophenschutz. Ob Hochwasser, Lawinenabgang oder Tunnelbrand – die Nützlichkeit von Robotern in solchen Gefährdungslagen ist evident.
Optisch spektakuläre Vorarbeit hat bereits vor Jahren die US-Technologiefirma Howe and Howe geleistet, die 2012 mit dem Thermite (siehe Bild oben) einen Lösch-Roboter auf den Markt gebracht hat. Um das spacige, rund 100.000 Dollar teure Gefährt, das in einen Aufzug passt, ist es aber ruhig geworden – am Markt hat es sich jedoch bisher nicht durchgesetzt.
Die Notwendigkeit, in Notsituationen Maschinen vorzuschicken, um zum Beispiel Personen in verqualmten Gebäuden zu orten, bleibt aber nach wie vor bestehen. Deshalb beschäftigen sich auch Spezialfahrzeughersteller wie die oberösterreichische Rosenbauer AG intensiv mit Automatisierung. „Bei Atom- oder Giftgaskatastrophen ist es nicht zumutbar, dass man Menschen einsetzt“, erinnert Alexander Ronacher, Leiter des Rosenbauer-Innovationsmanagements, an Fukushima & Co.
Neben Telematiklösungen und Drohnen beschäftigen sich die Leondinger auch mit mobilen Assistenzsystemen am Boden: „Wir arbeiten gerade an einem Prototyp mit Raupenantrieb.“ Auf die Urteilsfähigkeit von Menschen im Katastrophenfall werde man nie verzichten können, so Ronacher. Doch die immer feinere, gleichzeitig robuste Wahrnehmung von Robotern könne bei Hitze, Rauch oder in der Umgebung von Gefahrstoffen unbezahlbare Dienste leisten: „Die Sensorik ist den Menschen überlegen.“
Auf diese Erkenntnis setzt nun auch Biobauer Friedrich, wenn er seinen Unkrautvernichtungsroboter im Sommer das erste Mal auf die Felder lässt. Gelingt das Experiment, dürften nicht nur die Landmaschinenhersteller Augen machen, sondern auch Pestizid-Konzernriesen wie Monsanto, Bayer oder Syngenta. Dann könnte der Biopionier auch zum Technikpionier werden.
 

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Firmen verfügen über ein umfassendes Wissen zur Technik im Obst- und Weinbau, welches sie auch auf dieser Plattform zur Verfügung stellen.
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