Roboter müssen - anders als im Labor oder in der Fabrik - in einem Umfeld agieren, in dem sie mit Erde, Regen oder Insekten in Berührung kommen, Verschmutzungen, die die Funktion beeinträchtigen können. Auch haben die Früchte verschiedene Größen, Formen und Farben, einige sind druckempfindlicher als andere.

Des Weiteren könnten die Pflanzen durch den Roboter beschädigt und „gestresst“ werden. Weshalb die physiologischen Auswirkungen des Ernteprozesses auf die Pflanzen und Früchte untersucht werden müssen.

Nach einer Epoche der hoch spezialisierten Forschungsgebieten und einer rasanten globalen Entwicklungsgeschwindigkeit ist es für die Sicherung einer menschenwürdigen Zukunft unbedingt notwendig, diesen Pool an Wissen in einer Forschungswelt 4.0 interdisziplinär zu vernetzen. Durch die Absicht eine solche Ideenschmiede zu initiieren und die standortspezifische Stärke des Standortes in Weihenstephan (TUM, HSWT, LFL) mit den Forschungsstärken in Garching (TUM) zu verknüpfen, ist das „Robotics-Plant-Interaction-Project“ entstanden.

Dazu entwickelten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Garchinger Lehrstuhls für Angewandte Mechanik (Prof. Rixen)modularen Roboter zur automatischen Ernte von Äpfeln und Paprika. Der Schwerpunkt dieser Entwicklung lag dabei in der Modellierung und Regelung Roboters, bei dem die größte Herausforderung in kontaktdynamischen Vorgängen und der Visualisierung liegt.

Um den neu entwickelten Roboter-Prototypen an reelle Gewächshausbedingen zu adaptieren, wurde eine Kooperation mit den Gartenbau-Wissenschaften am Standort Weihenstephan (WZW) angeregt und umgesetzt. Dazu wurde am Gewächshauslaborzentrum in Weihenstephan (Dr. Susanne Steger) eine Versuchsreihe mit Paprikapflanzen installiert, an der die gartenbaulichen-Systemwissenschaften am Wissenschaftszentrum Weihenstephan (TUM) die physiologischen Auswirkungen des Roboter-Ernteprozesses auf die Pflanzen und Früchte in der kommenden Saison untersuchen werden. Die Hochschule-Weihenstephan-Triesdorf (HSWT) wird sich mit den Auswirkungen des Ernteprozesses auf die Fruchtqualität und das Lagerverhalten beschäftigen und diesbezüglich Modifikationen erarbeiten.

Unter der Leitung von Dr. Ruth Habegger, für die Gartenbau-Wissenschaften dozierende Spezialistin für Qualitätsmanagement von Fruchtgemüse (Department für Ernährungs- und Lebensmittelwissenschaften - Professur für Biotechnologie der Naturstoffe Prof. Schwab), werden unterschiedliche Stress-Parameter evaluiert, anhand denen der Ernteroboter im angestrebten Einsatz optimiert werden soll.

Eine Prozess-Analyse unter ökonomischen Aspekten ist in Folgeversuchen in Kooperation von PD Dr. Gandorfer (Department Agrarökonomie - Lehrstuhl für Ökonomik des Gartenbaus und Landschaftsbau von Prof. Bitsch) angedacht.

Folgende Versuche werden in den nächsten Wochen durchgeführt:

• Automatische Erkennung von Paprikaschoten (unter Beteiligung des Lehrstuhls für Informatikanwendungen in der Medizin & Augmented Reality)
• Teleoperation von Manipulatoren für die Automatisierung von Ernteprozesse (siehe www.youtu.be
• Auswirkungen des Ernteprozesses auf die Fruchtqualität und das Lagerverhalten
• Auswirkung von robotikbasierten Ernten auf die Qualität von Paprikaschoten

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