Automatisierung von Obstbau und Weinbau

Wie Agricobots die mobile Outdoor-Automation vorantreibt

Anwendungen für mobile Arbeitsmaschinen sind im Agrarsektor zunehmend verbreitet. Für Unternehmen wird es immer schwieriger, Mitarbeiter für die Arbeit in Umgebungen zu finden, die von Natur aus oft herausfordernd und gefährlich sind. Der Bedarf nach Automatisierung seitens der Unternehmen der Branche wächst daher trotz der Notwendigkeit, Investitionskosten niedrig zu halten. Zusätzlich zu den Anschaffungskosten benötigen Unternehmen Fahrzeuge, die nicht nur in der Lage sind, die Anforderungen von heute sondern auch die in der Zukunft zu erfüllen.

Die Kollaboration zwischen SICK und Agricobots, einem innovativen im Sommer 2022 gegründeten Start-up, hat eine neue Grenze in der technologischen Entwicklung von Atomatika entstehen lassen. Atomatica ist ein von Agricobots entwickelter Raupenroboter mit mehreren Werkzeugen, um unwegsames, hügeliges und abschüssiges Gelände dank seiner überlegenen Zuverlässigkeit und Flexibilität zu meistern.

Atomatika: der Roboter von Agricobots für sichere und effiziente Automatisierung in Obstgärten

Agricobots, ein Industrieunternehmen der Finsea-Gruppe mit Sitz in Apulien, hat sich als Zentrum von fachübergreifender Kompetenz etabliert, die sich über mehr als zwanzig Jahre Erfahrung in den Bereichen fortgeschrittener Robotik und nachhaltiger Landwirtschaft entwickelt hat. Das Unternehmen ist im Bereich der autonomen Fahrtechnologien besonders aktiv, wo es prominente Persönlichkeiten unter seinen Partnern vorweisen kann: Pioniere der angewandten Robotik in Italien, Autoren innovativer Patente und Gewinner des renommierten John McCarthy Award 2024 für Künstliche Intelligenz.

Ende 2023 war das Unternehmen auf der Suche nach Computer-Vision-Technologien, um einen landwirtschaftlichen Roboter zu entwickeln, der auf die Herausforderungen der Branche flexibel reagieren kann.

Atomatika, der insbesondere für den Betrieb in Obstgärten konzipiert wurde und dessen Mechanik das Ergebnis der Zusammenarbeit zwischen dem innovativen Start-up und HYMACH in Rovigo ist, wurde für mobile Robotik-Outdooranwendungen entwickelt, um den Bedürfnissen landwirtschaftlicher Betriebe gerecht zu werden.

„Obstgärten und Weinberge sind aus betrieblicher Sicht besonders komplexe landwirtschaftliche Umgebungen. Neben der wachsenden Schwierigkeit, qualifizierte Arbeitskräfte wie Traktorfahrer zu finden, stellen diese Umgebungen ernsthafte Herausforderungen in puncto Sicherheit dar, vor allem bei Arbeiten an Hängen, wo eine hohe Umkippgefahr für Fahrzeuge besteht. Ein weiteres entscheidendes Problem ist die agrochemische Belastung, nicht nur im freien Feld, sondern auch in Gewächshäusern und Zelten, wo eine schlechte Belüftung die Gesundheitsrisiken für die Arbeitskräfte erhöhen kann. Dadurch sind Arbeiter auch dem Risiko von Berufskrankheiten ausgesetzt“, erklärt Roberto Guida, Ingenieur für Robotersysteme bei Agricobots.

Überlegene Performance und niedrige Kosten für eine zukunftssichere Automatisierungslösung

Ein weiterer wesentlicher Aspekt für Agricobots war die Sicherung der Wettbewerbsfähigkeit der Lösung, sowohl hinsichtlich der Differenzierung vom Wettbewerb – durch das Angebot eines mobilen Agrarroboters, der auf Computer Vision-Systemen statt auf traditionellen Lokalisierungstechnologien basiert – als auch hinsichtlich Erschwinglichkeit im Sinne von tragbaren Kosten, die kein Hindernis für die Einführung der vorgeschlagenen Innovation darstellen würden.

Die Entwicklung der Lösung musste auch unter Berücksichtigung des rasanten technologischen Fortschritts und der Marktveränderungen erfolgen, was es Unternehmen ermöglicht, sie bei künftigen Bedürfnissen problemlos zu verbessern und weiterzuentwickeln.

„Wir haben das Konzept der Hardware-Überdimensionierung für unsere Maschinen eingeführt, damit sie in Zukunft problemlos aufgerüstet werden können, um den neuen Anforderungen der Industrie gerecht zu werden“, erklärt Guida.

Der Start der Zusammenarbeit mit SICK

Die genannten Anforderungen führten zum Treffen mit SICK, das ein neues Sortiment von LiDAR-Sensoren und 3D-Stereokameras auf den Markt brachte, welche für den Outdoor-Einsatz konzipiert und entwickelt wurden.

„Dieser Zufall führte zu einer fruchtbaren Zusammenarbeit: Agricobots waren die ersten, die SICKs neue Komponenten 3D-LiDAR-Sensor multiScan100 und Stereokamera Visionary-B Two eingeführt haben, welche nun in unserem Flaggschiff-Roboter, Atomatika, enthalten sind und gut mit unseren fortschrittlichen zum Patent angemeldeten Navigationsalgorithmen funktionieren“, erklärt Guida.

Das Unternehmen suchte außerdem nach einem Partner mit starker Präsenz auf dem italienischen Markt, der in der Lage ist, hochpräzise, zuverlässige Machine-Vision-Lösungen anzubieten und gleichzeitig die Hardwarekosten niedrig zu halten.

„Die Qualität der Hardware von SICK stach sofort ins Auge, aber wir vertrauten ihnen, noch bevor wir die Treiber für die neue Stereokamera hatten, weil die Verarbeitungsqualität und die technischen Eigenschaften des Sensors offensichtlich waren“, so Guida weiter.

Die Vorteile von industrieller Bildverarbeitung in der mobilen Outdoor-Automation

Atomatika ist ein Kettenfahrzeug mit einem Leergewicht von 2.300 kg. Es handelt sich um eine Mehrzweckmaschine, die mit einem Sprühtank (Kapazität zwischen 800 und 1.000 Liter) betrieben werden kann. Sie kann auch mit einem Dreipunkt-Kraftheber komplett mit mechanischer Zapfwelle ausgestattet werden, die eine traditionelle mechanische Schnittstelle zum Anschluss anderer in landwirtschaftlichen Betrieben häufig verwendeter Geräte darstellt.

Was Software und Elektronik angeht, zeichnet sich Atomatika durch seine Fähigkeit aus, eine autonome Navigation in Echtzeit mit hoher Messgenauigkeit zu gewährleisten und sich an externe Reize anzupassen und darauf zu reagieren.

Der 3D-LiDAR-Sensor multiScan100 von SICK erzeugt ein dreidimensionales Modell der Umgebung, was für die autonome Navigation des Roboters in engen Räumen und zur genauen Hinderniserkennung unerlässlich ist. Die Stereokamera Visionary-B Two ermöglicht die Ausführung mehrerer Funktionen, einschließlich Video-Streaming zur Fernüberwachung, Datenintegration mit LiDAR für detailliertere Kartierung und Hindernisklassifizierung, was die Sicherheit und die Effektivität des Roboters im Betrieb weiter verbessert.

Das Fahrzeug kann in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt werden, darunter:

• Pflanzenschutzbehandlung mit einem Zerstäuber zum Schutz gegen Pilzkrankheiten;
• Bodenbearbeitung wie Fräsen und Zerkleinern, sowohl auf freiem Feld als auch in Obstgärten/Weinbergen, unter Verwendung einer Dreipunktbefestigung;
• Mechanische Unkrautbekämpfung, eine spezielle Mähtechnik zum Zerkleinern von Unkraut zwischen Bäumen oder Reihen.

Ein zuverlässiger Partner für jeden Innovationsbedarf

Die Zusammenarbeit mit SICK hat es Agricobots ermöglicht, nicht nur auf lokale technische Unterstützung auf dem italienischen Markt zu zählen, sondern auch einen Partner an der Seite zu haben, der in der Lage war, dem Unternehmen bei der Entwicklung der Lösung zu helfen.

„Für uns war es sehr wichtig, lokale Bezugspunkte zu haben, die uns im Laufe der Zeit unterstützt haben, Treiber zu identifizieren und Lösungen für bestimmte Marktbedürfnisse zu finden. Dank der Lösungen von SICK konnten wir die Markteinführung beschleunigen und die Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten in für die Branche zugängliche Lösungen umsetzen, ohne dabei Abstriche bei der Qualität machen zu müssen. Die Integration der fortschrittlichen und wirtschaftlich nachhaltigen Technologien von SICK mit dem Know-how von Agricobots hat ein Modell der verantwortungsbewussten Innovationen geschaffen, das Effizienz, Inklusion und Nachhaltigkeit miteinander kombiniert,“ so Guida.

Dank der Fähigkeit von SICK konstant innovativ zu sein und über seine traditionellen Bereiche hinaus zu expandieren, um hochmoderne und sich an der Robotik der nächsten Generation orientierende Technologien zu entwickeln, sieht Agricobots die künftige Zusammenarbeit mit SICK als Partner mit großem Optimismus und Wachstumsaussichten entgegen.

Agricobots plant Sensoren von SICK in zunehmendem Maße in seine Produkte zu integrieren. Die Partnerschaft versetzt Agricobots nicht nur in die Lage, sein bestehendes Sortiment an automatischen Robotern zu verbessern, sondern auch die Entwicklung neuer Produktlinien zu ermöglichen, dank der bewährten Zuverlässigkeit des Zulieferers und der Skaleneffekte, die seine Fahrzeuge auf dem Markt noch wettbewerbsfähiger machen könnten.

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