Autonomer Roboter von Solinftec und KI überwachen Veränderungen und Bedingungen bei Ernten

Da autonome, selbstfahrende Maschinen ihren Weg in die Landwirtschaft finden, ist es naheliegend, dass einige dieser Geräte nicht wie herkömmliche landwirtschaftliche Geräte aussehen werden – viele erfüllen keine traditionellen landwirtschaftlichen Aufgaben. Landwirte haben erkannt, welchen Mehrwert Daten für den Entscheidungsprozess bieten können. Diese Strategie hat sich durch die Senkung der Inputkosten – etwa für Kraftstoff, Arbeitskräfte, Saatgut und Dünger – bewährt. Unternehmen entwickeln nun neuartige Methoden, um diese Informationen zu extrahieren und den Landwirten in einem praxisnahen Format zu präsentieren. Der Agrardigitalisierungsspezialist Solinftec hat eine autonome Maschine entwickelt, die über das Feld rollt, um zu überwachen, aufzuzeichnen und bei der Entscheidungsfindung zu helfen.

Ausgewählter Standort

Solinftec (ein Akronym aus den Wörtern „Solutions“, „Information“ und „Technology“) wurde 2007 gegründet und hat seinen Sitz in Araçatuba, Brasilien. Ein US-Büro befindet sich im Purdue Research Park in West Lafayette, Indiana. Beide Niederlassungen liegen strategisch günstig in Anbaugebieten. Das Unternehmen konzentriert sich auf die Unterstützung der Landwirtschaft und beschäftigt weltweit über 700 Mitarbeiter. Berichten zufolge deckt Solinftecs Lösungen weltweit über 11 Millionen Hektar Land ab.

„In Brasilien boomt der Einsatz digitaler Technologien in der Landwirtschaft“, sagte Daniel Padrão, Chief Operating Officer am Solinftec-Standort in Indiana. „Vor etwa 15 Jahren wurde diese Technologie bereits im Zuckerrohranbau eingesetzt. Heute können die Zuckerrohrbauern alles sehen, was mit ihrem Zuckerrohr in Brasilien passiert. Sie erhalten minütlich Informationen von jeder einzelnen Maschine. Die meisten Zuckerrohrbauern verfügen über ein Betriebszentrum, in dem Mitarbeiter rund um die Uhr das Geschehen beobachten. Alle Entscheidungen werden auf Basis der gewonnenen Daten getroffen, ohne dass menschliches Zutun erforderlich ist. Heute nutzen fast 90 % der Zuckerrohranbauflächen in Brasilien unsere Technologielösungen, da die Zuckerrohrbauern ihren Rohstoffeinsatz um fast 40 % reduzieren konnten. Das bedeutet eine enorme Verbesserung im Zuckeranbau.“

Nach dem Erfolg mit Zuckerrohr konzentrierte sich das Unternehmen nun auf den Anbau von Sojabohnen, Baumwolle und Mais. „Als wir uns für den Anbau von Reihenkulturen entschieden, verfolgten wir dasselbe Ziel“, so Padrão. „In Brasilien steigt die Nutzung. Angefangen bei Großbetrieben, breitet sie sich nun schnell auf Mittel- und Kleinbetriebe aus. Die Landwirte erkennen die Vorteile dieser Lösungen und setzen deshalb auf die Technologie.“

KI-Maschine

Ein Großteil des jüngsten Erfolgs des Unternehmens ist Alice zu verdanken, einem 2018 eingeführten Data-Science-Assistenten mit künstlicher Intelligenz (KI). Die Software-as-a-Service-Plattform wurde für die Zusammenarbeit mit Großbetrieben entwickelt. Alice integriert und verarbeitet Daten von Maschinen, Personen, Wettervorhersagen, Satellitenbildern von Feldern und anderen externen Quellen. Mithilfe von Edge Computing und Cloud-basierter Software liefert die Plattform anschließend Empfehlungen.

Solix wird die Augen von Alice sein, Solinftecs KI-Datenwissenschaftsassistentin. (Illustration: Solinftec)

„Wir entwickeln Technologie nicht nur, um Berichte zu erstellen, Dashboards auszufüllen oder ansprechende Karten zu erstellen“, sagte Padrão. „All das haben wir, aber nur als Nebenprodukt. Die Landwirtschaft verändert sich ständig. Wer in einer Branche arbeitet, die sich ständig verändert, muss schnell reagieren. Uns wurde klar, dass wir etwas entwickeln mussten, das unseren Kunden hilft, sich in Echtzeit anzupassen.“

Dazu mussten wir eine Lösung entwickeln, die ständig überwacht, was passiert, und die Kunden dann mit Automatisierung und Einblicken unterstützt, damit sie ihre Betriebsabläufe anpassen können. Alice macht genau das. Die KI-basierte Lösung analysiert Daten und sendet die benötigten Informationen an CEO, Direktor, Geschäftsführer und Anlagenbediener, um ihnen zu helfen, sich anzupassen und den aktuellen Gegebenheiten immer einen Schritt voraus zu sein.

Obwohl der Fokus oft auf den Landwirten liegt, sagte Padrão, dass die von Solinftec bereitgestellten Echtzeitdaten auch dem Agrareinzelhandel geholfen haben, seine Betriebsabläufe zu transformieren. Durch den Einblick in den gesamten Betrieb erhalten Fahrer von Tender-LKWs, Applikatoren, Mischer, Vertriebsagronomen, Geschäftsführer und Betriebsteams die Informationen, die sie für ihre täglichen Entscheidungen benötigen. Der Applikator erhält Echtzeitberichte über die optimale Anwendungsgeschwindigkeit, Wetterbedingungen, Arbeitszyklen, Gelände und vieles mehr.

Roboterassistenz

Alice hat einen neuen Kollegen: den Roboter Solix. Programmiert mit einem neurologischen Netzwerk und einem komplexen Erkennungsalgorithmus überwacht er Gesundheit und Nährstoffe der Pflanzen, Krankheiten, Schädlinge und Unkraut und liefert Echtzeitinformationen. Der Roboter wurde in Zusammenarbeit mit Universitäten weltweit entwickelt.

„Der Roboter ist Alices Auge“, sagte Padrão. „Er wird den ganzen Tag, sieben Tage die Woche, auf dem Feld sein und ohne menschliches Zutun arbeiten. Er wird Alice mit viel mehr Informationen versorgen, als Maschinen und Agronomen derzeit liefern können.“

Solinftec hat noch nicht viele mechanische Details des Roboters bekannt gegeben, er wird jedoch solarbetrieben und ist mit Lithium-Ionen-Batterien zur Energiespeicherung ausgestattet. Die tischähnliche Maschine ist so konstruiert, dass sie über Feldfrüchte wie Mais hinwegragt. Sie nutzt eine Reihe von Kameras und Sensoren, um Veränderungen auf dem Feld zu überwachen und zu erkennen. Alice ist sowohl in die Maschine als auch in die Cloud integriert.

„Wir haben den Roboter in Brasilien im Einsatz, wo es viele Herausforderungen hinsichtlich der Konnektivität gibt. Obwohl wir uns in den USA über die Mobilfunkabdeckung beschweren, ist sie hier deutlich besser als in Brasilien“, sagte Padrão. „Es gibt jedoch viele Möglichkeiten, dieses Problem für den Roboter zu lösen. Wir können Daten speichern und ihn dann an einen Ort schicken, an dem er sicher ist, dass dort Empfang vorhanden ist. Außerdem verarbeiten wir viele Daten vor Ort, nicht nur wegen der Mobilfunkabdeckung, sondern weil es sehr teuer ist, alle Informationen zu versenden. Wir verarbeiten Daten vor Ort, um schnellere Entscheidungen zu treffen. Edge Computing und die Suche nach den richtigen Orten für die Informationsübermittlung sind Dinge, die der Roboter bereits kann.“

Im Vergleich zu am Traktor montierten Kameras und Sensoren werde der Roboter jeden Tag auf dem Feld sein, sagte Padrão, und Veränderungen melden, sobald sie auftreten. Da er am Boden stationiert sei, könne er zudem besser unter das Blätterdach sehen als ein unbemanntes Fluggerät (UAV).

„Das Schöne am Roboter ist, dass er täglich auf dem Feld ist und nicht nur sieht, was dort passiert, sondern es auch versteht“, sagte Padrão. „Anhand dieser Informationen wissen Landwirte und Einzelhändler, wann der richtige Zeitpunkt für die jeweilige Maßnahme ist. Stellen Sie sich vor, wir starten den Roboter gleich zu Beginn der Saison, um das Auflaufen der Pflanzen zu verfolgen. Anschließend erfassen wir die Stängelzahl. Anschließend überwachen wir den Unkrautdruck. So wissen Sie, wann der richtige Zeitpunkt für den Einsatz der Spritze ist. Und nach dem Spritzen können wir die Auswirkungen auf das Unkraut und die Pflanzen messen. Dann verfolgt er die Situation weiter.“

„Alice lernt jedes Jahr mehr über den Betrieb und entwickelt Modelle für diesen speziellen Betrieb. Das bekommt man von einem Pflanzenschutzunternehmen nicht; es ist etwas völlig anderes, als ein- oder zweimal im Jahr über ein Feld zu fahren.“

Marktreif

Solinftec gab kürzlich eine Zusammenarbeit mit Growmark bekannt, das den Roboter betreiben und dessen Betrieb von der Aussaat bis zur Ernte optimieren wird. Das in Bloomington, Illinois, ansässige Unternehmen, eine landwirtschaftliche Genossenschaft mit fast 400.000 Kunden in ganz Nordamerika, sieht den Agrarroboter als natürliche Weiterentwicklung seiner Test- und Erprobungsprogramme sowie neuer Plattformen, die maßgeschneiderte Lösungen für Kunden bieten.

„Viele Unternehmen entwickeln Agrarroboter für spezielle Aufgaben, etwa das Erdbeerpflücken oder die Salatpflege“, sagte Padrão. „Wir haben uns entschieden, einen Roboter zu entwickeln, der nicht teuer ist und rund um die Uhr auf dem Feld eingesetzt werden kann, um zu scannen.“

Die Partnerschaft mit Growmark ist wichtig, denn wir wollen den Roboter nicht einfach im Labor oder auf einem Kleinbetrieb erproben. Unser Ziel ist es, den Mehrwert für Landwirte und Agrarhändler zu beweisen und ihn dann schnell auf den Markt zu bringen und zu skalieren. Angesichts der rasanten Veränderungen im Nutzpflanzenbereich wissen wir, dass wir diese Technologie konsequent weiterentwickeln und schnell umsetzen müssen. Unser Ziel für dieses Jahr ist die Feinabstimmung der Technologie. Bei Bedarf werden wir weitere Modelle bauen und sie dann nächstes Jahr auf den Markt bringen.

Wenn Solix mit der Produktion beginnt, wird das Unternehmen laut Padrão weiterhin mit einer Reihe von Universitäten in Brasilien, den USA und anderen Ländern zusammenarbeiten, um die Entwicklung und Herstellung voranzutreiben.

Solinftec stellt den Roboter-Agrarsprüher Solix Sprayer vor, der zum Erkennen und Sprühen von Unkraut entwickelt wurde