Cornell erhält 7,5 Millionen US-Dollar für die Entwicklung von Obstgarten-Robotern

de.wedoany.com-Bericht: Am 3. September startete die Cornell University ein vierjähriges Forschungs- und Entwicklungsprojekt für Obstgarten-Roboter, das mit 7,5 Millionen US-Dollar aus dem Specialty Crop Research Initiative des US-Landwirtschaftsministeriums gefördert wird. Im Fachbereich Biologische und Umwelttechnik der Cornell University wird ein Exzellenzzentrum für Obstgarten-Robotik eingerichtet. Das Projekt wird von der Cornell University geleitet und umfasst mehrere US-amerikanische Hochschulen, Obstgartenbetreiber sowie Robotikunternehmen. Ziel ist die Entwicklung autonomer Roboter für Aufgaben wie Bestäubung, Fruchtausdünnung, Apfelernte und Unkrautbekämpfung zwischen den Baumreihen.

Projektleiter ist Professor Manoj Karkee von der Cornell University; als stellvertretender Leiter fungiert Matthew Whiting, Professor für Baumobstbau an der Washington State University. Zu den beteiligten Institutionen gehören die Washington State University, die Oregon State University, die Pennsylvania State University, die Michigan State University, die Carnegie Mellon University, die Stanford University sowie das israelische Unternehmen Fresh Fruit Robotics. Auch Washington Fruit and Produce aus dem Bundesstaat Washington ist am Projekt beteiligt. Die Forschungsarbeiten werden zusätzlich durch Federal Capacity Funds unterstützt, die von der landwirtschaftlichen Versuchsstation der Cornell University verwaltet werden.

Die Roboterentwicklung umfasst gleichermaßen autonome Mobilität, Umgebungswahrnehmung und Fruchthandhabung. Das Forschungsteam plant, die Roboter mit autonomen Fahrfähigkeiten auszustatten. Mithilfe künstlicher Intelligenz sollen Blätter, Äste, Spalierdrähte und Früchte erkannt, die räumlichen Beziehungen zwischen Früchten und Ästen sowie der umgebenden Struktur beurteilt und darauf basierend die Bewegungs- und Arbeitswege des Roboters im Obstgarten geplant werden. Für das Greifen von Früchten hat das Team um Karkee zuvor bereits kontinuierlich flexible Roboter-Handmechanismen entwickelt, die Fruchtschäden reduzieren.

Das Projekt wird außerdem digitale Zwillinge realer Obstgärten erstellen, die für die Analyse des Obstbaumanbaus sowie für Entwicklung und Tests der Roboter genutzt werden. Zudem soll künstliche Intelligenz darauf trainiert werden, Baumkronen und junge Früchte zu erkennen. Beispielsweise muss das System bei der Fruchtausdünnung entscheiden, welche jungen Früchte im frühen Frühjahr entfernt werden sollen, damit die verbleibenden Früchte weiterwachsen können. Das Forschungsteam konzipiert den Roboter zugleich als multifunktionale Plattform und untersucht dessen kontinuierlichen Einsatz in verschiedenen Phasen: Winterschnitt, Frühjahrsbestäubung und -ausdünnung, Unkrautbekämpfung während der Vegetationsperiode sowie Herbsternte.

Das Projekt vereint Teams aus Agrartechnik, Informatik und Gartenbauwissenschaft in einem gemeinsamen Forschungsrahmen. Über das Cornell Cooperative Extension System werden Rückmeldungen von Apfelanbauern im Bundesstaat New York zu Gerätefunktionen und Einsatzbedingungen gesammelt. Fresh Fruit Robotics ist an der Kommerzialisierung der Roboter und der Validierung der Anwendung im Obstgarten beteiligt. Das Projekt wird im vierjährigen Forschungszeitraum die Autonomie der Roboter, die Verarbeitung mehrerer Arbeitsschritte, die digitale Obstgartenmodellierung und die Anpassung an die reale Produktion weiter vorantreiben.