Solarbetriebener Roboter bekämpft Unkraut mit KI und Hacke

Das Robotik-Start-up Aigen hat Unkraut auf landwirtschaftlich genutzten Flächen den Kampf angesagt. Dazu verwendet das Unternehmen einen solarbetriebenen Roboter, der Unkraut mithilfe Künstlicher Intelligenz (KI) erkennt und mit elektrisch angetriebenen Hacken den Garaus macht.

In der Landwirtschaft wird Unkraut auf dem Feld meist mit Herbiziden bekämpft. Das ist weder gesund für den Boden noch für den Verbraucher, der die belasteten Nutzpflanzen über Lebensmittel zu sich nimmt.

„Jeder isst Lebensmittel, die mit Chemikalien besprüht wurden“, fasst Richard Wurden, Mitgründer und CTO von Aigen, das Problem plakativ zusammen. Wurden hat fünf Jahre beim Elektroautohersteller Tesla als Maschinenbauingenieur gearbeitet. Dann begann er mit der Entwicklung eines Roboters, der in der Landwirtschaft Unkraut bekämpfen kann. Auf die Idee brachten ihn Verwandte, die im US-Bundesstaat Minnesota einen landwirtschaftlichen Betrieb haben, Nutzpflanzen anbauen und die kostspielige Unkrautbekämpfung beklagten. Denn nach einiger Zeit können Unkräuter eine Resistenz gegen Unkraut vernichtende Herbizide entwickeln. Andere, ungefährlichere Verfahren, wie etwa das Entfernen von Unkräutern mit der Hacke, seien zu teuer. Es fehlt einfach an Arbeitskräften, die diese Arbeit erledigen könnten. So bleibt also nur noch der Einsatz von Chemikalien, obwohl deren Wirksamkeit mit der Zeit abnimmt und die Mehrheit der Landwirte sie ablehnt.

Mit KI und Hacke gegen Unkräuter

Der Roboter von Aigen soll das Unkrautproblem auf umweltfreundliche Weise beheben. Auf einem autonom elektrisch fahrbaren Gestell sind Solarzellen installiert. Sie laden eine Batterie, die die Elektromotoren und die benötigte Elektronik zur Steuerung des Antriebs, der Kameras, Signalübermittlung und Unkrautentfernung speist. Prinzipiell ahmt der beräderte Roboter einen Menschen nach, der Unkraut jätet.

Dazu bewegt sich der Roboter, auch koordiniert mit anderen Robotern, über ein Feld und sucht zwischen den Nutzpflanzen nach Unkraut. Das funktioniert über eine KI, die Kamerabilder per Bilderkennung auswertet und Unkräuter identifiziert. Das wird jedoch nicht auf dem Roboter selbst erledigt, sondern in einem Kontrollzentrum, an das der Roboter die Bilddaten drahtlos übermittelt. Unterstützung dafür gibt es von Amazon Web Service (AWS), die Aigen im Rahmen des „Compute for Climate“-Programms unterstützten. Amazons Cloud-Ableger hilft mit diesem Programm Start-ups, die sich mit Umweltproblemen befassen und stellt ihnen etwa KI-Tools, Rechenzentrumskapazitäten und technische Hilfe zur Verfügung.

Mithilfe der Unkrauterkennung kann der Roboter dann mit der Bekämpfung beginnen. Dazu nutzt er Schneideblätter, ähnlich einer herkömmlichen Hacke, die das Wurzelwerk der Unkräuter abhackt, sodass das Unkraut abstirbt. Es verbleibt dann auf dem Feld. Die drei am Roboter befindlichen Hacken werden entsprechend der Position des Unkrauts elektromotorisch ausgerichtet und betätigt. Das nahezu in Echtzeit.

Geht etwas schief, gibt der Roboter eine Rückmeldung an das Kontrollzentrum, das weitere Maßnahmen ergreifen kann. Prinzipiell soll der Roboter seine Arbeit durchgängig erledigen – zumindest, solange die Sonne scheint und für Energienachschub über die Solarzellen gesorgt ist. Nach Einbruch der Dunkelheit steht der Roboter entsprechend still und setzt seine Arbeit erst am nächsten Tag wieder fort.

Aigen stellt klar, dass die Unkrautroboter keine menschliche Arbeitskraft ersetzen sollen. Vielmehr könnten Mitarbeiter, die etwa mit der Ausbringung der Herbizide beschäftigt waren, zur Überwachung der Roboter im Kontrollzentrum eingesetzt werden.

Für ein 65 ha großes Feld werden fünf Roboter benötigt. Dabei kommt allerdings ein stattliches Sümmchen für den Landwirt zusammen: Rund 50.000 US-Dollar soll ein Roboter in der Anschaffung kosten. Meist werden teure Landmaschinen, wie etwa Mähdrescher, die nicht dauernd genutzt werden, jedoch von Firmen gegen eine Gebühr für einen gewissen Zeitraum verliehen. Es ist anzunehmen, dass das auch das Geschäftsmodell von Aigen werden dürfte.

(olb)