Ecorobotix - Hochpräzises Jäten mit Hilfe von Lasertechnologie und Kl- Pflanzenerkennung
Gesamtkosten:
CHF149,199.00
Abstract
Eine der grössten Herausforderung im biologischen Landbau ist das Beikraut-Management. Es erfolgt typischerweise mechanisch oder thermisch. In Spezialkulturen muss häufig von Hand gejätet werden, was aufwändig und mit hohen Kosten verbunden ist. Die mechanische Beikraut-Entfernung zielt auf die Zerstörung des Wurzelwerkes und braucht den dafür geeigneten Zustand des Bodens. Die thermische Beikraut-Kontrolle ist bodenschonender, weniger abhängig von Wetterbedingungen und Bodenzustand und weniger riskant für die Kulturpflanzen. Für die thermische Zerstörung des Beikrautes gibt es unterschiedliche Methoden wie Heisswasser oder Lasertechnologie. Die Schweizer Firma Ecorobotix existiert seit 2014. Sie hat eine Feldspritze («ARA») entwickelt, die dank KI und hochpräziser Spritztechnologie eine selektive Einzelpflanzenbehandlung erlaubt und bereits in verschiedenen Ländern eingesetzt wird. Mit diesem Verfahren kann bis zu 95 % der Herbizidmenge eingespart werden. Darauf aufbauend hat Ecorobotix ein Gerät mit Heisswasser entwickelt, das aber noch vor einer Markteinführung steht. Der Einsatz des Gerätes hat das Potenzial, die Kosten der Beikrautbehandlung gegenüber einer mechanischen Behandlung um zwei Drittel zu reduzieren. Im vorliegenden Projekt wird als Alternative zum Heisswasser die Verwendung von blauen Diodenlaser mit präziser und schneller Strahlpositionierung getestet. Diese Entwicklung wäre sowohl weniger aufwändig als auch energieeffizienter. Laser erlauben zudem eine noch gezieltere Behandlung und vermindern damit potentielle Schäden an den Kulturpflanzen. Im Gegensatz zu Co2-Lasern «verbrühen» blaue Laser die Pflanzen nicht, sondern verhindern die Photosynthese durch die Zerstörung des Chlorophylls. Blaue Laser gibt es auf dem Markt bereits für andere Zwecke, für die thermische Beikraut-Bekämpfung im industriellen Massstab werden aber bis heute fast ausschliesslich CO2-Laser eingesetzt. Für diese Entwicklung wird die Zusammenarbeit mit einem externen Partner, der bereits auf dem Gebiet der Laserentwicklung tätig ist, geprüft.
Key words
Beikrautbekämpfung, Lasertechnologie, blaue Diodenlaser, Ecorobotix, KI-gestützte Pflanzenerkennung, thermische Behandlung, Herbizideinsparung, Landwirtschaftsrobotik
Results according to contract
1. Based on the specifications regarding laser properties and optical functions as well as service life, effectiveness and costs, the most suitable technology is selected from the available laser technologies. A blue diode laser with a wavelength of around 450 nm is selected. The basis for a possible collaboration with a supplier of the selected technology has been initiated. Initial laboratory tests confirm its suitability. Milestone 1 2.The laser module and the Ecorobotix vision system for plant detection are integrated into a static test setup. In addition to the position of the plant, the detection module determines other required information such as the necessary dwell time and safety-relevant data. Communication between the two modules allows the target plants to be identified and fired at with the laser. Suitable safety measures are built in to protect plant components from the laser. Milestone 2 3. A mobile treatment device (mechanical structure) with one or more laser modules was tested inan indoor facility under realistic conditions (driving speed, soil properties, size and density of weeds). Milestone 3
Project aims
Die Machbarkeit und Wirksamkeit der KI-gestützten thermischen Beikrautbekämpfung mit Hilfe von Lasern ist unter realistischen Bedingungen aufgezeigt und getestet, z.B. funktionierende Synchronisierung zwischen Pflanzenerkennung und Lasermodul, korrekte Ausrichtung des Laserstrahls auf das zu zerstörende Beikraut (Genauigkeit) und die richtige Energiemenge, um die Pflanze zu zerstören. Ein Testaufbau des Gerätes steht bereit.
