Herausforderung 3
Agrarrobotik für die Pflanzenpflege
Titel der Herausforderung und allgemeine Fakten
Name: Agrar-Robotik für die Pflanzenpflege
Die große Idee: Umweltverträgliche Landwirtschaft
Art der Herausforderung: Standard, Strategisch, Nano
Eigentümer der Herausforderung: Die Herausforderung wird
von der Universität von Twente (Niederlande)
Erleichterer: Jochen Dickel
Kontaktdaten des Moderators:
Jochen.Dickel@fh-mittelstand.de
CBL-Szenario, die Herausforderung bezieht sich auf das Thema Robotik & IoT
Kontext & Relevanz: allgemein in Bezug auf SDG / spezifisch für einen beruflichen Anwendungsbereich
Die Innovation im Bereich der Robotikanwendungen in der Landwirtschaft hat in den letzten 5 Jahren Fortschritte gemacht. Ziel der Agrarrobotik ist es, die Effizienz und die Rentabilität der Prozesse in diesem Sektor zu verbessern. Mit anderen Worten: Die mobile Robotik arbeitet in der Landwirtschaft an der Verbesserung der Produktivität, der Spezialisierung und der Umweltverträglichkeit. Faktoren wie Arbeitskräftemangel, steigende Verbrauchernachfrage und hohe Produktionskosten haben die Automatisierung in diesem Sektor beschleunigt, um die Kosten zu senken und die Ernten zu optimieren.
Einige Anwendungen in der Landwirtschaft, für die Robotnik eingesetzt wird:
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Erkennung des Zustands der Pflanzen und entsprechende Anwendung von Chemikalien, Besprühen oder Ernten, je nach den Bedürfnissen der Früchte oder Pflanzen.
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Mobile Roboter für Ernte und Verarbeitung
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Sammlung und Umwandlung von nützlichen Informationen für den Landwirt.
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Selektiver Einsatz von Pestiziden.
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Auswahl zur Vermeidung von Lebensmittelverschwendung
https://robotnik.eu/robotics-applications-in-agriculture/#pll_switcher
Varianten der Herausforderung
Um den Zustand einer Pflanze zu erkennen und entsprechende Pflanzenschutzmittel gezielt und schonend einsetzen zu können, verfügen bestimmte Landmaschinen über entsprechende Sensoren
Mit Hilfe dieser Sensoren und der Datenverarbeitung kann der Zustand der Pflanze anhand von Veränderungen der Blattfarbe und -form bestimmt werden.
Variante 1: Entwickeln Sie eine Informationsarchitektur für einen einfachen Landwirtschaftsroboter, der mit Hilfe eines Farbsensors dunkel verfärbte Pflanzenblätter erkennt und diese dann mit Pestiziden behandelt.
Variante 2: Entwicklung einer Informationsarchitektur und eines einfachen Arduino-Prototyps eines einfachen Landwirtschaftsroboters, der einen Farbsensor verwendet, um dunkel verfärbte Pflanzenblätter zu erkennen und das Blatt dann mit einem Pestizid zu behandeln.
Geschäftspartner in der Industrie oder in einem Forschungsbereich
Geschäftspartner: N/A
Hersteller von Landmaschinen, Agrar-Robotik, Forschungsinstitute für Agrar-Robotik
Das Interesse dieser Partner liegt in:
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Anziehung junger Fachkräfte
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Mitarbeiter-Branding
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Ausweitung der Zusammenarbeit mit Universitäten
Eine mögliche Zusammenarbeit könnte bestehen aus:
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Materielle Unterstützung (z.B. Hardware)
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Know-How-Unterstützung (z.B. Software)
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Sponsoring (z.B. Labormaterialien)
Voraussetzungen der Lernenden
Funktionale Anforderungen
Software: für Anwendungsmodellierung und -programmierung,
Hardware: Robotersystem und Komponenten (z.B. Farbsensoren, Roboterarm, ...
Arbeitsraum: komplettes Mobile? Software-Labor, Robotik-Labor?
Auswirkungen
Robotersysteme ermöglichen innovative Methoden zur umweltfreundlichen Bewirtschaftung von landwirtschaftlichen Flächen. Mittels spezieller Sensor- und Aktorik-Technologie kann der Einsatz von chemischen Mitteln zur Schädlingsbekämpfung auf ein Minimum reduziert werden. Das schont nicht nur die Umwelt, sondern reduziert auch den Bedarf an kostenintensiven chemischen Substanzen.
Bewertungsmethoden: z.B. durch Vergleich des Einsatzes von chemischen Mitteln ohne und mit Hilfe von Robotik.
Offene Themen und Fragen
Wie können wir die Arbeitsbelastung in Bezug auf die Kompetenz- und Anforderungsebene einschätzen?
Wie können wir definieren, welche Art von Unterstützung die Lernenden in Abhängigkeit von ihrem Kompetenzniveau erhalten?
Inwieweit sollte von einer bestimmten Hardware ausgegangen werden?
Welche Standardmethoden (z. B. Softwaremodellierung) sind erforderlich?
