Die Small Robot Company und ihre Partner igus und Rootwave haben den ersten selbstfahrenden Roboter der Welt entwickelt, der Unkraut erkennen und mit einem speziellen Zapper durch Stromschläge vernichtet. Dabei handelt es sich um den ersten chemikalienfreien Unkrautbekämpfungsroboter, der die Unkräuter zudem individuell bekämpft. Der Roboter ´Dick´ ist mit Delta-Robotern von igus ausgestattet und kann mithilfe von KI und Videotechnik einzelne Unkrautpflanzen erkennen und eliminieren. Der Endeffektor (Zapper) stammt von Rootwave. Die Low-Cost-Delta-Roboter werden normalerweise im industriellen Bereich für Pick&Place-Vorgänge eingesetzt. Bei Dick sind sie für die Positionierung des Zappers zuständig. Das geschieht mit einem integrierten Motor und Encoder in Verbindung mit der Hauptsteuereinheit des Roboters. Die drei Delta-Arme können dabei gleichzeitig arbeiten und Unkräuter vernichten. Die igus Lösung wurde unter anderen wegen seiner günstigen Kosten ausgewählt. Ähnliche Produkte von Mitbewerbern kosten oftmals bis zu 20.000 Euro, der igus Delta-Roboter dagegen nur etwa 5.000 Euro.
KI identifiziert Unkräuter
Neben Dick kommt auch der Überwachungsroboter Tom zum Einsatz, der mit seiner KI namens Wilma den Acker auf Unkrautbesatz absucht und daraus dann eine Route für Dick berechnet. Dick wird dann auf seine Mission geschickt, auf der er nun bestimmte Unkräuter identifizieren und eliminieren kann. Mit dieser Zwei-Roboter-Methode demonstriert SRC sein End-to-End-Servicemodell. Mehrere Roboter setzen die KI ein, scannen das Feld gemeinsam bis auf Einzelpflanzenebene und treffen dann die entsprechenden Maßnahmen. SRC und igus planen weitere Aktionen, bei denen Tom und Dick beispielsweise für punktuelle Sprüheinsätze, Düngungen oder Schneckenbekämpfung eingesetzt werden könnte. Bei dieser Art der Unkrautbekämpfung kommt es vor allem auf Einfachheit und geringe Kosten an, deshalb spielen die Komponenten und die Steuerung des Delta-Roboters von igus eine so entscheidende Rolle. Die Delta-Einheiten sind aus drylin Standardkomponenten gefertigt und wurden gründlich im Außeneinsatz getestet. Sie bewältigen auch feuchten Schlamm und Spritzwasser ohne Probleme. Die Hauptsteuerung und KI des SRC-Roboters Dick kommuniziert mit der igus Motorsteuerung und synchronisiert die Roboterposition mit dem Delta-Arm. So entsteht eine geschlossene Überwachungsschleife.
Schmiermittelfreie Bauteile
„Der Roboter Dick fährt an eine Seite, eine Kamera macht eine Aufnahme des Unkrauts, die KI identifiziert es als Unkraut und entscheidet dann, wo der Stromschlag erfolgt“, erläutert Angelos Bitivelias, Entwickler für Low-Cost-Automation bei igus UK. „Mit seiner Kinematik eignet sich der Delta-Roboter sehr gut für den Endeffektor, und durch den Riemenantrieb wird der Zapper immer parallel zum Boden gehalten.“ Die igus Komponenten sind schmiermittelfrei, was von entscheidender Bedeutung ist. Geschmierte bewegliche Teile wie der Riemenantrieb und die Lager könnten auf einem schlammigen Acker mit Schmutz und Wasser verunreinigt und blockiert werden. Alle igus Komponenten bestehen aus Tribopolymeren, die für den Trockenlauf konzipiert sind und keine externen Schmiermittel benötigen.
Punktuelle Unkrautentfernung
Auch die Präzision spielt eine wichtige Rolle. „Dass wir jetzt die einzelne Pflanze anvisieren können, ist ein Meilenstein“, erklärt Andy Hall, Head of Prototyping bei der Small Robot Company. „Mithilfe von KI können die Roboter die Unkräuter in der Aufnahme der Kamera erkennen und den Roboterarm auf diese Pflanzen ausrichten. An diesem Punkt können wir dann nach Belieben weitermachen. An unsere Robotikplattform mit dem integrierten igus Arm könnte man viele verschiedene Technologien anflanschen. Da liegt uns sozusagen die Welt zu Füßen.“ Ben Scott-Robinson, CEO und Mitgründer der Small Robot Company: „Wir haben bewiesen, dass wir Per Plant-Jäten erreichen können – eine Weltpremiere! Unser nächster Schwerpunkt ist nun, dies wiederholbar und in großem Maßstab leisten zu können. Das wird ein bahnbrechender Schritt.“