Mobiler Delta-Roboter beseitigt Unkraut auf landwirtschaftlichen Feldern

HAMPSHIRE, Großbritannien – Das britische Agrartechnologie-Start-up Small Robot Co. hat einen mobilen autonomen Delta-Mobilroboter erfunden, der landwirtschaftliche Felder ohne den Einsatz von Chemikalien jäten kann.

Der Radroboter ist mit drei Delta-Robotern ausgestattet, die unabhängig voneinander „Zapper“ positionieren, um Unkraut mithilfe von Elektrizität zu vernichten. Die Zapper wurden von einem anderen britischen Agrartechnologie-Startup RootWave geliefert.

Der Unkrautvernichtungsroboter „Dick“ arbeitet mit einem Überwachungsroboter namens „Tom“ zusammen, der maschinelles Sehen und künstliche Intelligenz nutzt, um Unkrautbeete zu identifizieren und ihre Standorte an Dick zu übermitteln. Dick wird dann losgeschickt, um das Unkraut entlang der von Tom vorgegebenen Route zu „suchen und zu vernichten“.

Dick ist der weltweit erste autonome mobile Roboter, der Unkraut einzeln und ohne den Einsatz von Chemikalien vernichten kann. Die Technologie stellt eine Alternative zum Flächensprühen von Herbiziden dar, das verschwenderisch ist und sich negativ auf die Umwelt auswirken kann.

Zukünftig könnten Tom und Dick auch bei anderen Anwendungen zusammenarbeiten, beispielsweise beim punktuellen Besprühen, bei der punktuellen Düngung oder beim Töten von Schnecken. Ein weiterer autonomer Roboter, Harry, wird für Pflanzarbeiten entwickelt.

Aufgrund ihrer Präzision, ihres geringen Gewichts, ihrer geringen Kosten und ihres selbstschmierenden Betriebs wurden für die Maschine Delta-Roboterarme von igus ausgewählt. Der Delta-Roboter, der in der Industrie häufiger für Pick-and-Place-Vorgänge eingesetzt wird, manövriert den Zapper mithilfe eines integrierten Motors und Encoders an seinen Platz, der mit Dicks Master-Controller verbunden ist. Viele konkurrierende Delta-Roboter kosten mehr als 25.000 US-Dollar, während der Delta-Roboter von Igus etwa 6.400 US-Dollar kostet.

Die Komponenten und das Steuerungssystem des Igus-Delta-Roboters sind von entscheidender Bedeutung für die Unkrautvernichtung, bei der Benutzerfreundlichkeit und Kosten im Vordergrund stehen. Erstens werden die Delta-Einheiten aus den Standard-Drylin-Teilen des Unternehmens hergestellt, was die Montage einfach und kostengünstig macht. Sie wurden gründlich vor Ort getestet, um sicherzustellen, dass sie nassem Schlamm und Wasserspritzern standhalten.

Schrittmotoren sind mit Steuerungen verbunden, die dabei helfen, den Delta-Roboter direkt über dem Unkraut zu positionieren. Die Motoren verfügen über Encoder, die dem Delta helfen, seine Position zu ermitteln, und verfügen über gute Industrieprotokolle, sodass sie einfach zu programmieren sind. Dicks Hauptsteuerung und Software „sprechen“ mit der Igus-Motorsteuerung, um die Position des Roboters mit dem Deltaarm zu synchronisieren und so ein geschlossenes Überwachungssystem zu bilden.

„Der Dick-Roboter bewegt sich zur Seite, eine Kamera macht ein Foto des Unkrauts, die KI identifiziert es als Unkraut und dann entscheidet die KI, wo sie es zappen soll“, sagt Angelos Bitivelias, Automatisierungsingenieur bei igus. „Durch die Kinematik des Deltas ist er gut für den Endeffektor geeignet, und der Riemenantrieb sorgt dafür, dass der Zapper immer parallel zum Boden darunter ist.“

Ein wesentliches Merkmal der Delta- und Igus-Komponenten ist ihre Selbstschmierung. Geschmierte bewegliche Teile wie der Riemenantrieb und die Lager würden in einem schlammigen Feld möglicherweise durch Erde und Wasser verstopfen, aber Polymere und Teile von Igus sind für den Trockenlauf ausgelegt.

Präzision ist ebenfalls ein starkes Merkmal. „Der Meilenstein, den wir erreicht haben, ist, dass wir jetzt auf Werksebene Maßnahmen ergreifen können“, sagt Andy Hall, Leiter Prototyping bei Small Robot. „Mithilfe künstlicher Intelligenz können die Roboter die Unkräuter in der [Kamera-]Aufnahme erkennen und den Roboterarm auf diese Unkräuter richten. An diesem Punkt können wir alles tun, was wir wollen. Unsere Roboterplattform mit dem Igus-Arm könnte mit vielen verschiedenen Technologien ausgestattet sein – und da steht uns die Welt zu Füßen.“