Ein Forschungsteam der Queen Mary University of London hat herausgefunden, dass Menschen ähnlich wie einige Tiere über eine Fernberührungsfähigkeit verfügen können, obwohl sie nicht die dafür nötigen Sinnesorgane haben. Die menschlichen Hände seien so empfindlich, dass mechanische Reflexionen zumindest im Sand erkannt werden können.

Einige Tiere, wie etwa die Küstenvogelarten Strandläufer oder Regenpfeifer, können ihre Beute im Sand aufspüren, ohne sie zu sehen oder zu berühren. Sie nutzen dazu Sensoren in ihren Schnäbeln, um subtile mechanische Bewegungen über Druckveränderungen im Sand zu erkennen, die über das Medium übertragen werden.

Die Wissenschaftler der Queen Mary University of London wollten herausfinden, ob Menschen prinzipiell über ähnliche Fernberührungsfähigkeiten verfügen. Ihre Ergebnisse haben sie in der Studie „Exploring Tactile Perception for Object Localization in Granular Media: A Human and Robotic Study“ festgehalten, die in IEEE International Conference on Development and Learning (ICDL) erschienen ist.

Empfindsame Hände

Die Forscher ließen dazu Probanden in Sand vergrabene Würfel ausschließlich mit ihren Fingerkuppen aufspüren, bevor sie sie physisch berührten. Dabei ergab sich, dass die menschlichen Hände äußerst empfindsam reagieren und winzige Verschiebungen um die vergrabenen Würfel herum erkennen können. Mechanische Reflexionen im Sand oder in anderem körnigem Material können so erkannt werden, sofern es sich um ein Objekt mit stabilen Oberflächen handelt.

Die Forscher verglichen in einem weiteren Versuchsaufbau die menschlichen Fähigkeiten mit der Leistungsfähigkeit eines taktilen Robotersenors, der mit einem Long Short-Term Memory-Algorithmus (LSTM) trainiert worden war. Ein UR5-Roboterarm bewegte den Sensor durch den Sand, um so vergrabene Würfel bereits vor einer physischen Berührung aufzuspüren. Im Vergleich zu menschlichen Händen schnitt der Robotersensor deutlich schlechter ab. Er erzielte lediglich eine Erkennungsgenauigkeit von 40 Prozent. Menschen erreichten dagegen eine Genauigkeit von 70,7 Prozent.

Die Wissenschaftler folgern aus diesen Ergebnissen, dass Menschen Objekte im Sand erspüren können, ohne sie berühren zu müssen, obwohl sie über keine speziell dafür angelegte biologische Sensorik verfügen. Bisher seien diese Fähigkeiten des Menschen nicht dokumentiert gewesen.

Die Forscher sind der Ansicht, dass sich durch diese Erkenntnisse auch taktile Sensortechnik für Roboter verbessern lässt, indem die menschliche Wahrnehmungsfähigkeit imitiert wird. Robotersysteme könnten so bei schlechter Sicht Sondierungen und archäologischen Ausgrabungen vornehmen und bei Suchmissionen in sandiger Erde wie etwa auf Meeresböden eingesetzt werden.

(olb)

Der Landmaschinenhersteller Fendt hat auf der Landtechnikmesse Agritechnica in Hannover den vollautonomen Feldroboter Xaver GT für die mechanische Unkrautbekämpfung vorgestellt. Das sogenannte „Keinmannsystem“ arbeitet nach Herstellerangaben komplett ohne menschliche Bedienperson und soll Landwirten helfen, den Pestizideinsatz zu reduzieren. Fendt, Teil des Konzerns AGCO mit Sitz in Marktoberdorf, knüpft damit bewusst an die eigene Geschichte an: 1957 revolutionierte das Unternehmen die Landwirtschaft mit dem Einmannsystem des Fendt Geräteträgers.

Der autonome Xaver GT verfügt über einen dieselelektrischen Antrieb und nutzt Sensortechnik sowie KI-gestützte Bildverarbeitung für die Navigation. Der Dieselmotor treibt dabei einen 25-KW-Generator (48 Volt) an, der elektrische Energie erzeugt. Diese Energie wird in Pufferbatterien zwischengespeichert und anschließend zum elektrischen Antrieb der Räder genutzt. Ein Batteriesystem (9 kWh) liefert für kurzzeitige Lastspitzen zusätzliche Boostleistung.

Das System kann verschiedene vorhandene Anbaugeräte für Hacken, Striegeln und andere mechanische Bodenbearbeitungsverfahren aufnehmen. Ähnlich wie das historische Einmannsystem bietet der Roboter mehrere Anbauräume: Front, Heck, Aufsattel- und Zwischenachsbereich ermöglichen die Kombination mehrerer Arbeitsgänge in einer Überfahrt.

Die mechanische Unkrautbekämpfung erlebt laut Fendt derzeit eine Renaissance. Resistenzen von Beikräutern gegen Herbizide und der gesellschaftliche Druck zur Pestizidreduktion treiben diese Entwicklung voran. Besonders in Reihenkulturen wie Mais, Rüben oder Soja sei präzises Hacken nahe an der Kulturpflanze entscheidend. Autonome Systeme könnten hier länger und gleichmäßiger arbeiten.

Für die exakte Reihenführung setzt der Xaver GT auf kamerabasierte Pflanzenreihenerkennung. Die KI des sogenannten „RowPilot“ soll zwischen Kulturpflanzen und Beikräutern unterscheiden können und die Hackgeräte entsprechend steuern. Das System arbeitet nach Angaben des Herstellers auch bei schwierigen Lichtverhältnissen zuverlässig. Die langsameren Geschwindigkeiten bei der mechanischen Bodenbearbeitung – typischerweise 6 bis 12 km/h statt 15 bis 20 km/h beim Spritzen – machen autonome Lösungen wirtschaftlich interessant, da keine Arbeitszeit eines Fahrers gebunden wird.

Anbaugeräte und Einsatzszenarien

Das Konzept des Geräteträgers ermöglicht den Einsatz verschiedener Anbaugeräte für mechanische Unkrautbekämpfung. Fingerhacken, Rollhacken, Striegel und kameragesteuerte Einzelpflanzenhacken können kombiniert werden. Fendt arbeitet nach eigenen Angaben mit Anbaugeräte-Herstellern zusammen, um die Kompatibilität sicherzustellen. Die vier Anbauräume erlauben laut Fendt etwa die Kombination von Hacken in der Front mit Striegeln im Heck für einen zweistufigen Arbeitsprozess.

Besonders für ökologisch wirtschaftende Betriebe könnte der Xaver GT interessant sein, da mechanische Unkrautbekämpfung dort die einzige Option darstellt. Aber auch konventionelle Betriebe setzen zunehmend auf Kombinationsstrategien aus reduziertem Herbizideinsatz und mechanischen Verfahren, um Resistenzbildung zu verzögern. Robotik und KI in der Landwirtschaft entwickeln sich zu Schlüsseltechnologien für nachhaltigere Produktionsmethoden.

Fendt gibt an, umfangreiche Sicherheitsfunktionen integriert zu haben, konkrete Details zu Sensorredundanz oder Notabschaltungen nannte das Unternehmen bei der Vorstellung jedoch nicht. Auch zur Markteinführung, Preisgestaltung oder konkreten Verfügbarkeit fehlen bisher Herstellerangaben. Die Weltpremiere des Xaver GT zeigt aber die strategische Ausrichtung des Herstellers auf autonome Technologien. Angesichts des zunehmenden Fachkräftemangels in der Landwirtschaft und steigender Anforderungen an Dokumentation und Präzision dürfte die Nachfrage nach solchen Systemen wachsen – sofern Wirtschaftlichkeit und Zuverlässigkeit im Praxiseinsatz überzeugen.

Wettbewerb um autonome Landmaschinen

Fendt reiht sich mit dem Xaver GT in eine wachsende Gruppe von Herstellern autonomer Landmaschinen ein. John Deere hatte bereits autonome Systeme für Traktoren und Baumaschinen vorgestellt und setzt dabei ebenfalls auf Stereokameras und Lidar-Sensoren. CNH präsentierte bereits Mitte 2023 den T4 Electric Power, einen autonomen Elektro-Traktor, der allerdings primär für konventionelle Feldarbeiten konzipiert ist.

(vza)

Erneut sind in Belgien Drohnen über kritischer Infrastruktur gesichtet worden – dieses Mal über einem Kernkraftwerk in der Nähe von Antwerpen. Dies habe keine Auswirkungen auf die Aktivität des Kraftwerks Doel gehabt, berichtete die Nachrichtenagentur Belga am Abend unter Berufung auf den Betreiber Engie. Insgesamt seien drei Drohnen gesichtet worden. Die Polizei wollte sich laut Belga nicht zu dem Vorfall äußern.

Weitere Drohnensichtungen in Belgien

Zuvor waren den Angaben zufolge auch am Flughafen Lüttich erneut mehrere Drohnen gesichtet worden. Der Flugverkehr wurde daraufhin am Abend für eine knappe Stunde ausgesetzt.

Zuletzt waren in Belgien mehrfach Drohnen gesichtet worden, unter anderem bei der belgischen und von der Nato genutzten Militärbasis Kleine-Brogel. Unbestätigten Berichten zufolge ist der Luftwaffenstützpunkt einer der Orte in Europa, an denen US-Atomwaffen lagern. Auch an den Flughäfen Brüssel und Lüttich war zuletzt wegen Drohnensichtungen zeitweise der Verkehr eingestellt worden.

Das deutsche Verteidigungsministerium hatte vergangene Woche mitgeteilt, die Bundeswehr unterstütze Belgien bei der Drohnenabwehr. Belgien habe die Unterstützung beantragt.

(olb)