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26.02.2018 | Robotik | Nachricht | Onlineartikel

Mit Leichtbau-Robotern auf Gurkenernte

Autor:
Nadine Klein

Nicht nur automatisierungsintensive Branchen wie die Automobilindustrie setzen auf Roboter – auch in der Landwirtschaft ersetzen Automationssysteme immer häufiger mühevolle Handarbeit: Im EU-Projekt CATCH entwickelt das Fraunhofer IPK derzeit einen Dual-Arm-Roboter für die automatisierte Gurkenernte.

Bei der Ernte von Einlegegurken liegen die Erntehelfer meist bäuchlings auf landwirtschaftlichen Maschinen und pflücken die Gurken per Hand. Aufgrund der aufwendigen und kräftezehrenden Arbeit wird diese Form der Ernte zunehmend unwirtschaftlich. Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK untersuchen im EU-Projekt CATCH (Cucumber Gathering – Green Field Experiments) das Automatisierungspotenzial der Gurkenernte. Partner im Projekt sind das Leibniz-Institut für Agrartechnik und Bioökonomie (ATB) und das spanische CSIC-UPM Centre for Automation and Robotics.

Ziel der Forscher: Ein aus Leichtmodulen aufgebautes kostengünstiges Dual-Arm-Robotersystem, das sich für die automatisierte Gurkenernte und für andere landwirtschaftliche Anwendungen nutzen lässt. Der Ernteroboter soll kostengünstig, leistungsstark und zuverlässig sein und selbst bei widrigen Witterungsbedingungen erntereife Gurken erkennen und pflücken. Moderne Steuerungsverfahren statten dabei den Roboter mit taktilem Feingefühl aus und ermöglichen die Anpassungsfähigkeit an Umgebungsbedingungen. Multispektralkameras und intelligente Bildverarbeitung sollen helfen, die Gurken zu lokalisieren und die Greifarme des Roboters an die richtige Stelle zu dirigieren. Ein spezielles Kamerasystem des spanischen Projektpartner CSIC-UPM gewährleistet eine hohe Trefferquote von etwa 95 Prozent.

Suchen nach menschlichem Vorbild

Aufgabe der IPK-Experten im Projekt ist es, drei verschiedene Greifer-Prototypen zu entwickeln: einen Greifer auf Basis von Vakuum-Technik, einen bionischen Greifbacken (FinRay) und eine auf Basis der OpenBionics Robot Hand modifizierte »Gurken-Hand«. Vorprogrammierte Verhaltensmuster sollen dem Roboter das bi-manuelle Suchen der Gurken nach menschlichem Vorbild ermöglichen: "So kann er Blätter beispielsweise durch symmetrische und asymmetrische oder kongruente und inkongruente Bewegungen zur Seite schieben. Auch ein automatisches On-the-Fly-Bewegungswechseln, um sich einer identifizierten Frucht zu nähern und sie dann zu greifen, ist damit gegeben", sagt Dr.-Ing. Dragoljub Surdilovic, Wissenschaftler am Fraunhofer IPK. Ziel der Forschenden ist eine intelligente Steuerung, die die Aufgaben zwischen den beiden Greifarmen verteilt, den Pflückprozess überwacht und Ausnahmen behandeln kann.

Ein erster Feldtest des Robotersystems fand im Juli 2017 auf dem Versuchsfeld des Leibniz-Instituts für Agrartechnik und Bioökonomie (ATB) mit verschiedenen Gurkensorten statt. Seit Herbst 2017 setzen die Projektpartner ihre Experimente in einem ATB Glashaus fort. Der Fokus der Untersuchungen liegt darauf, die Effizienz und Robustheit des Systems gegenüber Störungen zu prüfen. Nach Abschluss der Tests soll der Leichtbauroboter zur Marktreife geführt werden.

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