Effizienz auf Acker und Wiese: Autonome Arbeitskräfte dank Precise Positioning

17.05.2022 by Daniel Kunz
Bestelltes Feld aus der Landwirtschaft.

Feldarbeit und Rasenmähen teilen sich nicht nur das Einsatzgebiet unter freiem Himmel: Beide Tätigkeiten sind zeitaufwendig, oft monoton und körperlich fordernd. Aber: Sie lassen sich auch durch IoT und Precise Positioning automatisieren.

Grün, saftig und circa 30 bis 50 Millimeter hoch: So stellen sich viele Menschen den perfekten Rasen vor. Doch das Gras konstant auf dieser Länge zu halten, erfordert Zeit und Einsatz – vor allem, wenn es um Grünflächen mit mehreren Hundert oder gar Tausend Quadratmetern geht, zum Beispiel Golfplätze, Parks oder Grünanlagen. Mähroboter können dem Menschen diese Aufgabe abnehmen, haben häufig jedoch ihre eigenen Nachteile: Damit die autonomen Maschinen wissen, welche Bereiche sie bearbeiten sollen, ist es in der Regel notwendig, Begrenzungskabel im Boden zu verlegen. Die meisten Roboter folgen beim Mähen – ähnlich wie Saugroboter in der Wohnung – keinem klaren Muster, wodurch das Rasenbild ungleichmäßig wirken kann. Und bei besonders großen Arealen stoßen herkömmliche Modelle an ihre Grenzen, können pro Woche nur rund 7.000 Quadratmeter bewältigen. Das liegt vor allem daran, dass sie eben keinem klaren Bewegungsmuster folgen und deshalb ineffizient arbeiten. Das schottische Unternehmen Kingdom Technologies hat mit seinen smarten Mährobotern die Lösung für diese Herausforderungen entwickelt – und setzt dabei auf die Precise-Positioning-Technologie der Telekom und ihres Partners Swift Navigation zur exakten Positionsbestimmung.

Vom Satelliten bis auf den Rasen

Der Mähroboter von Kingdom Technologies kann bis zu 70.000 Quadratmeter Rasen in einer Woche kürzen. Dabei nutzt er Bewegungsmuster, die denen des Menschen nachempfunden sind. So lässt sich vermeiden, dass der Alltagshelfer einzelne Stellen doppelt mäht und andere ganz vergisst. Begrenzungskabel zu verlegen ist nicht nötig, stattdessen können Anwender die zu bearbeitende Fläche komfortabel über eine Webapp definieren. Damit der selbstfahrende Roboter stets seinen Weg findet, setzt er auf Satellitennavigation. Und hier spielt Precise Positioning eine entscheidende Rolle.

Um die Leistungsfähigkeit dieser Technologie zu testen, stattete das Unternehmen einige seiner Roboter mit einem Standard-GNSS-Empfänger (Global Navigation Satellite System) und andere mit Precise-Positioning-Technologie aus. GNSS ist dabei ein Sammelbegriff und umfasst unter anderem GPS und Galileo, das Satellitennavigationssystem der EU. In einem ersten Versuch sollten die autonomen Arbeitshelfer einem vorgegebenen Pfad folgen, in einem weiteren die Ladestation ansteuern. Im Einsatz zeigte sich die Überlegenheit der Precise-Positioning-Technologie: Mit Standard-GNSS-Signal betrug die Abweichung beim Folgen des Pfades bis zu einem halben Meter, mit der Lösung von Telekom und Swift weniger als fünf Zentimeter. Auch das Andocken an die Ladestation gelang deutlich präziser.

Mehr als nur ein GNSS-Empfänger

Das Erfolgsgeheimnis von Precise Positioning liegt im Korrekturdienst Skylark von Swift Navigation. Dieser nutzt Hunderte Messstationen, verteilt über drei Kontinente, um Störungen der GNSS-Satellitennavigation zu berechnen. Über das Internet der Dinge (Internet of Things, IoT) und Mobilfunk gelangen diese Informationen zum Empfänger im selbstfahrenden Gerät. Hier führt das System sie mit den normalen Positionsdaten des GNSS-Empfängers zusammen und errechnet so die absolute Position. Dieses Prinzip erlaubt eine besonders hohe Präzision: Während klassisches GNSS lediglich auf drei bis fünf Meter genau ist, kommt Precise Positioning dank der Skylark-Korrekturdaten auf bis zu vier Zentimeter. Durch die IoT-Technologie profitieren die Kunden von Kingdom Technologies mehrfach: Sie genießen erstens in Zukunft immer den Anblick eines perfekt gestutzten Rasens. Zweitens sparen sie Zeit, weil sie etwa keine Begrenzungskabel verlegen müssen, und können sich um wichtigere Arbeiten kümmern.

Wenn der Traktor in der Scheune bleiben kann

Auch in der Landwirtschaft kann Precise Positioning autonome Arbeit ermöglichen und damit die Effizienz steigern. Das deutsche Start-up AI.Land aus dem nordrhein-westfälischen Kempen entwickelt und produziert zum Beispiel den Feldroboter ETAROB. Er stellt die Lösung für viele Herausforderungen dar, vor denen Landwirte heute stehen – wie etwa immer größere Flächen, die es zu beackern gilt, oder zunehmenden Arbeitskräftemangel. ETAROB automatisiert und digitalisiert zahlreiche ermüdende, anstrengende oder kostenintensive Arbeiten wie das Ernten von Gemüse oder das Aussäen von Setzlingen. Künstliche Intelligenz erkennt sogar Details wie Unkraut automatisch, sodass die Maschine die pflanzlichen Störenfriede gezielt entfernen kann.

Damit die Idee vom Smart Farming, also von der digitalisierten Landwirtschaft, nicht gleich im Ackergrund stecken bleibt, benötigt ETAROB exakte Navigation. Diese liefert Precise Positioning mit seiner Kombination aus GNSS-Informationen und dem Korrektursignal von Skylark. In Verbindung mit der künstlichen Intelligenz kann die autonome Landmaschine zuverlässig das Feld bestellen.

Effizienter und nachhaltiger (Land)wirtschaften

Die Genauigkeit von Precise Positioning stellt bei den Robotern von AI.Land sicher, dass sie die gewünschte Fläche exakt bearbeiten. Und da die Geräte in verschiedenen Konfigurationen für unterschiedliche Anforderungen erhältlich sind, können landwirtschaftliche Betriebe mithilfe der autonomen Landtechnik mehr Arbeit verschiedenster Art mit weniger Manpower erledigen. Das steigert Effizienz und Wirtschaftlichkeit gleichermaßen.

Doch es geht nicht nur darum, dass Menschen weniger selbst auf dem Feld arbeiten müssen. Elektrisch angetriebene Roboter wie ETAROB – und ebenso die Mähroboter von Kingdom Technologies – können auch einen Beitrag zur Nachhaltigkeit leisten. Immerhin machen sie beispielsweise den Einsatz von Traktoren oder anderen Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren in vielen Fällen überflüssig.


 

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Daniel Kunz
Daniel Kunz

Expert Digital Marketing

Digitalisierung und das Internet of Things gehören zu den Lieblingsthemen von Daniel Kunz. Er ist seit 2017 bei der Deutschen Telekom und schreibt regelmäßig über Technologie-Trends und viele spannende Themen vor allem für den Handel und die Logistik-Branche.