Autonome Maschine auf dem Feld,
Autonome Maschinen sind auf zahlreiche Senordaten angewiesen. (Bild: STW)

Wie ist der aktuelle Stand dieser Assistenzsysteme? Gibt es das schon in den Traktoren oder ist das eher noch in den Prototypen vorhanden?
Vieles ist schon umgesetzt wie zum Beispiel der Spurhalterassistent. Das bekommen Sie mittlerweile schon als Stand der Technik für Ihre Landmaschinen von den entsprechenden Herstellern. Verschiedene Dinge sind aber noch nach wie vor in der Schwebe, da es hier noch einige Herausforderungen gibt.

Was wären das für Herausforderungen?
Je nach Applikation braucht man unterschiedliche Umfeldsensorik. Wenn es beispielsweise darum geht, spezifische Pflanzen zu unterscheiden, dann reden wir zum Beispiel über Charakterisierung über das elektromagnetische Spektrum. In der Wissenschaft wird gerade diskutiert, Hyperspektralkameras einzusetzen und die unterschiedlichen Wellenlängen auszuwerten oder die Form der Pflanzen im Zusammenspiel mit dem Blattwerk zu interpretieren. Dabei spielen auch Umweltfaktoren wie Regen, Nebel oder Staub eine Rolle. Wenn hier Sensoren appliziert werden, dann muss immer mit diesen Umweltfaktoren gerechnet werden. Beim Saatgutausbringen ist es zum Beispiel sehr staubig und ein optischer Sensor, mit dem beispielsweise der Boden erkannt werden soll, ist sehr staubanfällig, was für diesen Sensor eine hohe Herausforderung darstellt. Da muss dann über alternative Sensorik nachgedacht werden wie zum Beispiel ein Ultraschallsensor oder ein Radarsensor. Sonneneinstrahlung ist für optische Sensoren auch ein wichtiger Punkt, denn die direkte Sonneneinstrahlung in die Optik und auch die eingebrachte Wärme stören genauso wie Reflektionen in der Umgebung. Auf der anderen Seite gibt es aus der Anwendersicht immer die Forderung, dass die Praktikabilität solcher Assistenzsysteme im Vordergrund stehen muss. Es muss ein echter Mehrwert für den Operator entstehen, sonst macht solch ein Operator Assistenzsystem keinen Sinn.

Weiterhin wird zurzeit eine sensorielle Reifegradbewertung für Ähren diskutiert. Das scheitert aber noch an der Komplexität der Messaufgabe. Es muss Korngröße, Kornqualität, Oberfläche und Wassergehalt gemessen werden, was im Moment noch nicht im geforderten Umfang möglich ist, um dann tatsächlich eine Reifegradbewertung autonom durch führen zu können. Weitere Themen wären zum Beispiel das kooperative oder das kollaborative Verhalten. Wenn eine Mensch-Maschine-Interaktion stattfindet, dann bedeutet kooperativ, dass in der Umgebung zur ersten (vom Menschen gesteuerten) Maschine eine weitere Maschine mit einem eigenen und unabhängigen Arbeitsauftrag unterwegs ist, der mit dem anderen Arbeitsauftrag nicht in direktem Zusammenhang steht, die beiden Maschinen also nicht direkt zusammenarbeiten. Sie reagiert allerdings darauf, wie die andere Maschine agiert und richtet die eigenen Arbeitsprozesse dementsprechend aus. Kollaborativ heißt, dass die Aufträge der ersten und zweiten Maschine oder des Menschen und der Maschine zusammenhängen. Auch hier wieder das prominente Beispiel der Tandemfahrt: Wenn der Mensch eine konkrete Steuerung für eine Erntemaschine übernimmt, fährt eine unterstützende Maschine wie eine Beladeeinheit selbstständig daneben und passt sich der Spur der ersten Maschine an. Das führt natürlich schon stark in Richtung Teilautonomie oder autonome Landmaschine.

Auf der Bauma haben erste Hersteller bereits autonome Landmaschinen vorgestellt. Wie sieht hier die Zukunft aus?
Die Zukunft gehört ganz klar den autonomen Arbeitsmaschinen. Das war auch schon auf der Bauma ein großes Thema. Maschinen werden immer autonomer gestaltet und man möchte hier in Zukunft tatsächlich die Vollautonomie realisieren. Maschinen mit einer intelligenten Maschinensteuerung haben wir heute schon und auch in Zukunft werden sie sich immer mehr auf dem Feld durchsetzen. Maschinen mit semiautomatischen Systemen, also Operator Assistenzsystemen, werden in den kommenden Jahren zunehmend verfügbar sein. Spätestens ab 2025 haben neue Traktoren oder Erntemaschinen sehr viele dieser Operator Assistenzsysteme mit an Bord, um teilautonome Aktivitäten durchzuführen und damit eine starke Entlastung für den Operator zu realisieren. Wenn wir darüber hinaus über vollautonome Arbeitsmaschinen sprechen, dann müssen wir zwei Dinge differenzieren. Das Erste ist die Bewegung der Arbeitsmaschine und das Zweite sind die autonomen Arbeitsprozesse.

Die autonome Bewegung der Maschine ist im Moment schon gut erforscht und wird auch spätestens 2025 voll aktiv auf den entsprechenden Landmaschinen verfügbar sein. Aber das Thema vollautonome Arbeitsprozesse ist aufgrund der Vielzahl an unterschiedlichen Arbeitsprozessen und der jeweiligen Komplexität dieser Arbeitsprozesse bei Landmaschinen noch nicht umsetzbar. Wir reden hier über einfachere Dinge wie zum Beispiel das Ausbringen eines Saatkorns, aber auch über komplexe Themen wie zum Beispiel Unkraut jäten im direkten Umfeld einer Pflanze oder das gezielte Ausbringen von Düngemitteln. Hier sehe ich noch einen sehr großen Handlungsbedarf auf der technologischen Seite, mit dem sich gerade die Forschung und Entwicklung auseinandersetzt. In der Perspektive gehe ich davon aus, dass ab 2025 erste vollautonome Maschinen mit ebenfalls vollautonomen Arbeitsprozessen auf den Markt kommen, aber eine richtige Durchdringung des Marktes wird sich nicht vor 2030 realisieren lassen.

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