Praxiseinsatz -Wir schaffen uns einen Farmdroid an!

Der Farmdroid-Feldroboter für diesen Versuch kommt von der Firma Solar-Andresen aus Sprakebüll. Sie ist Generalimporteur für den norddeutschen Raum. Das Gerät verfügt über acht Geräteeinheiten. Es sind aber bis zu zwölf Reihen technisch realisierbar. Die Maschine ist in der Lage, 24 Stunden am Tag autark zu arbeiten. Natürlich muss beim Sävorgang zeitweise Saatgut nachgefüllt werden.

Ansonsten kann der Roboter grundsätzlich alleine arbeiten. Die Farmdroid-App ermöglicht die Fernüberwachung, besitzt eine Start- und eine Stoppfunktion, aber keine direkte Steuerung. Manuelles Verfahren ist nur direkt am Gerät möglich. So wird garantiert, dass niemand Unbefugtes online eine Manipulation vornehmen kann. Im Großen und Ganzen ist die Maschine äußerst schlank konstruiert, wirkt dabei aber nicht fragil. Von Weitem sieht es so aus, als würde ein großer Tisch über den Acker fahren. Um Beschädigungen am Gerät und an anderen Objekten zu verhindern, ist um den vorderen Teil der Maschine ein Zugseil gespannt. Sollte der Farmdroid gegen ein Hindernis fahren, werden Sicherheitsschalter durch das Seil ausgelöst und stoppen sofort jegliche Funktion. Die Schalter müssen nach dem Auslösen wieder manuell zurückgesetzt werden. Die eigentliche Technik ist auf einem Träger unterhalb des breiten Solarpanels montiert. Das Panel schützt sie vor den meisten Witterungseinflüssen. Lediglich Staub ist allgegenwertig und sollte von Zeit zu Zeit von der PV-Einheit entfernt werden, um die Energiegewinnung nicht zu behindern. Um Selbige zu überprüfen, gibt es eine separate App, welche eine Überwachung der Meta-Daten ermöglicht. Es gibt ein Steuerpult, das bei Nichtgebrauch eingeklappt wird. Am Trägerrahmen unten in der Maschine sind, immer paarweise, die Säaggregate angebracht. Auch einige Segmente mit Striegeln für die Fahrspuren sind dazwischen montiert. Die Segmente werden hier als Trailer bezeichnet. Für die Aussaat können die Striegeltrailer auch ausgebaut werden. Insofern das Saatbett frisch bereitet ist, sind zwischen den Säreihen noch keine Kräuter aufgelaufen, die damit entfernt werden müssen. Diese Maßnahme soll in erster Linie Energie einsparen. Für den Ausbau muss lediglich eine Schraube gelöst werden.

Wenn die Einstellungen für die Hackarbeit vorgenommen worden sind, werden die Hackmesser montiert und die Striegel neu eingestellt. Dies ist nötig, da die Striegel zu Beginn der Saison für flächige Blindstriegelgänge auf die volle mögliche Breite eingestellt werden. Für die Striegel-Bearbeitung der Zwischenräume muss die jeweilige Position angepasst werden. Um dies akkurat zu bewerkstelligen, sollten zuerst die Messer eingebaut werden, denn die Endlagen des Messers dienen bei der Einstellung der Striegelposition als Anhalt. Die Messer sind bei diesem Feldversuch eine Besonderheit. Erstmals kommen hier nicht nur Serienteile zum Einsatz, sondern auch eine neue Generation von Messern aus anderem Material und zum Teil mit einer speziellen Beschichtung. Wir sind gespannt, wie die Messer im Praxistest abschneiden werden.

Die Saatrinne wird durch ein Doppelscheibenschar mit unterliegendem Saatkeil geöffnet. Danach erfolgt die Ablage durch das Saatrohr. Hier wird mittels Photozelle auch die Anzahl der Fehlstellen aufgezeichnet. Im Anschluss wird mittels einer kleinen Andruckrolle die Furche wieder geschlossen und danach einmal durch die nachlaufende Führungsrolle entsprechend angedrückt. Pro Ablage werden etwa acht Zwiebelsamen in den Boden gebracht. Die Saattanks haben circa sechs Liter Volumen. Bei der eingestellten Ablageweite von 21 cm entspricht das einer theoretischen Flächenleistung von annähernd fünf Hektar. Grundsätzlich hätten wir also die gesamte Fläche mit einer einzigen Füllung der Saattanks schaffen können. Aus Vorsicht haben wir jedoch nicht das gesamte Zwiebelsaatgut auf einmal eingefüllt. Als Maßgabe für die Berechnung der Saatgutmengen liegt ein theoretischer Wert von 1.000.000 Samen pro Hektar zu Grunde.

Damit die Maschine ihre Arbeit erledigen kann, benötigt sie eine konstante Stromversorgung. Die mitgeführten Speicher bei dieser Einheit haben eine Gesamtkapazität von 2 x 120 Ah. Eine Vergrößerung des Speichers ist möglich, bringt aber auch mehr Gewicht und somit eine andere Energiebilanz der Maschine mit sich. Die Solareinheit liefert bis zu 1,6 kW. Damit können theoretisch täglich 20 kWh erzeugt werden. Grundsätzlich sollte diese Kombination einen 24-Stunden-Betrieb möglich machen. Natürlich ist die Ladeleistung des Solarpaneels genau wie die Einsatzmöglichkeiten des Roboters immer von der Witterung abhängig. Angetrieben werden beim Farmdroid nur die beiden hinteren Räder. Hier ist jeweils ein Elektromotor direkt in der Nabe verbaut. Alle Bewegungen, wie das Heben und Absenken der Aggregate und auch das Auslösen der Hackmesser, werden mittels Elektromotoren realisiert. Bei „durchschnittlichen“ Einsatzbedingungen reicht die Batterieladung alleine für circa zehn Stunden durchgängigen Betrieb aus.

Damit die Maschine ihre Arbeit präzise erledigen kann, ist noch ein weiteres Stück Technik auf den Hof gekommen. Es handelt sich dabei um die Sende- und Empfangseinheit. Sie ist sozusagen der „GPS-Anker“ für den Roboter und sorgt für die Positionsgenauigkeit. Die Aufnahme dafür wurde selbst angefertigt und ist am Giebel eines Betriebsgebäudes angebracht. Wichtig hierbei ist die starre Anbringung. Der Empfänger darf sich nicht bewegen, da sonst die Positionsgenauigkeit verloren gehen würde und es zu Problemen beim späteren Hacken kommen kann.

Die zugrundeliegende Funktionsweise der Positionserfassung des Roboters ist sehr klug gewählt. Der Roboter merkt sich nicht jede einzelne Position des Saatguts per Koordinate. Dies würde eine riesige Datenmenge erzeugen und unweigerlich zu Problemen führen. Die Erfinder des Systems haben den Spieß umgedreht, um diesem Problem zu entgehen. Hier bestimmt der Roboter vorher, wo er die Saat ablegt. Direkt nach dem Einmessen der Fläche wird darauf ein virtuelles Netz gelegt. An den Knotenpunkten werden die Samen abgelegt. So kann der Feldroboter beim folgenden Hacken die Pflanzen sicher umgehen. Die Größe der Bearbeitungsfenster beziehungsweise der auszusparenden Flächen kann dabei frei eingestellt werden. Aus diesem Grund ist es auch wichtig, dass bei mehreren Geräten auf einem Betrieb dieselbe Maschine die Saatablage und das Hacken auf den jeweiligen Flächen erledigen muss. Dies ist ebenfalls bei der Planung vorab zu beachten.

Schon seit fast zwei Jahrzehnten werden auf dem Biohof Wöhler in Fuhrberg Speisekartoffeln angebaut. Seit einigen Jahren wurde von der Kundschaft immer wieder auch nach Zwiebeln gefragt, sodass in diesem Jahr erstmals ein Versuch mit autonomer Technik im Zwiebelanbau unternommen werden sollte. Der Betrieb umfasst etwa 200 ha Ackerland. Die Hauptfrucht ist die Kartoffel. Zudem werden noch Körnermais, Futtererbsen und verschiedene Getreidesorten, z.B. Triticale, angebaut.

Bei den für den Farmdroid zu nutzenden Flächen gibt es vorab einige Dinge zu beachten. Die Flächen dürfen maximal zehn Kilometer von der Hofstelle bzw. vom ortsfest montierten GPS-Modul entfernt sein. Da der Farmdroid lediglich lenken und geradeaus fahren kann, sind keine Kurvenfahrten möglich. Hindernisse können aber programmiert bzw. eingemessen werden. Bei der Vermessung des Ackers sollten die Seiten also immer mit möglichst wenig Wegpunkten festgelegt werden. Je rechtwinkliger eine Fläche ist, desto idealer ist sie durch den Feldroboter zu bearbeiten. Hintergrund ist, dass der Robi für jede Richtungsänderung seine Werkzeuge ausheben muss. Es findet also bei jeder unnötigen Ecke eine Arbeitsunterbrechung statt. Daher kann es sinnvoll sein, die Flächen nicht immer in vollem Maße auszunutzen. Des Weiteren benötigt das Fahrzeug um seinen gesamten Arbeitsbereich auf dem Acker eine Sicherheitszone von 120 cm. Auch sind immer an allen Seiten Vorgewende nötig, auf denen der Roboter wenden kann. Hierbei kann festgelegt werden, ob die Wenden mitbearbeitet werden sollen oder nicht. Auch ihre Weite kann, allerdings immer für alle Wenden gleichzeitig, manuell festgelegt werden. Man sollte sich also bei der Planung der Flächen vorher überlegen, inwieweit man einen Ausgleich zwischen Wirtschaftlichkeit und Flächenausnutzung schaffen kann.

Das Einmessen der Fläche ist im Prinzip das gleiche wie beim Einsatz von Schleppern mit RTK-Steuerung. Es müssen mindestens vier Punkte eingemessen werden, um die Fläche zu begrenzen, wobei der erste gesetzte Punkt immer der Nullpunkt ist. Es gibt verschiedene Möglichkeiten, um die Punkte festzulegen. Das Gerät kann auf den eigenen Rädern zu den gewünschten Punkten gesteuert oder auch mit der Transportvorrichtung am Schlepper über den Acker gebracht werden. Als optionale Ausstattung gibt es noch einen Koffer, mit dem man die Punkte ohne das eigentliche Gerät einmessen und übertragen kann.

Insgesamt können bis zu zwanzig Flächen auf einem Gerät gespeichert werden. Um die Bearbeitungsrichtung einzustellen, wird der Nullpunkt in Verbindung mit dem zweiten oder dem letzten Punkt verwendet. Auch deshalb sollte man sich vor dem Einsatz die Flächen genau anschauen.

Die Fläche, auf welcher der Versuch stattfindet, ist ca. 3,8 Hektar groß. Es werden letztendlich jedoch nur etwa 3,7 Hektar mit Zwiebelsaat versehen. Der Standort hat etwa 18 bis 20 Bodenpunkte und besteht aus feinem dunklen Sand. Steine sind nur sehr wenig vorhanden.

Die Vorbereitung des Saatbetts ist hier von größter Bedeutung für die Arbeit des Geräts. Die Saatbettkombination hatte ursprünglich ein etwa 12 cm hohes, feines Beet hinterlassen. Leider ist diese sandige, lockere Struktur nicht so ideal für die schmalen Räder des Roboters geeignet, sodass er sich mehrfach im lockeren Sand in Kombination mit Unebenheiten festfuhr und schließlich auch ein Eingreifen nötig wurde. Nach dieser Erkenntnis wurde die Fläche zuerst einmal nachträglich mit einer Cambridge-Walze rückverfestigt. Diese Maßnahme sorgte für eine bessere Befahrbarkeit. Um jeglichen Problemstellen vorzubeugen, wurde der Apparat im Anschluss einmal ohne jegliche Bearbeitung über die gesamte Fläche bewegt. Dadurch wurden alle Fahrspuren des Roboters einmal leicht verfestigt und geebnet. Ohne die Bearbeitung verfügte der Farmdroid über genug Reserven, um den Vortrieb auch bei diesen schwierigen Bedingungen problemlos zu gewährleisten. Nach Absprache mit dem Landwirt wurden die Vorgewende auf dieser Fläche nicht bearbeitet, sondern es wird später eine Blühmischung ausgesät.

Die Zwiebel gilt gemeinhin als echte Herausforderung im Anbau. Sie ist äußerst sensibel und nur sehr schwer zufriedenzustellen. Der Sandboden auf dem Standort ist eigentlich nicht gut geeignet. Milder Lehm ist ideal. Aber aufgrund der guten Vermarktungsstrukturen des Betriebes hat man sich für dieses Wagnis entschieden. Eine große Herausforderung im Anbau ist in jedem Fall die Verkrautung. Da die Zwiebel durch ihre Pflanzenstruktur keinen Reihenschluss ermöglicht, ist der Unkrautdruck durchgängig vorhanden. Die Pflanze jedoch mag keine Konkurrenz. Hat die Zwiebel im entscheidenden Moment nicht genügend Licht, finden bestimmte enzymatische Prozesse in der Pflanze nicht oder nur unzureichend statt. Dies hat direkte Auswirkungen auf den Ertrag. Es ist also von größter Bedeutung, den Bestand so sauber wie möglich zu halten.

Es war der 29. März 2025 und bestes Wetter, Sonnenschein und ca. 17° C. Der Acker war vorbereitet und wir hatten uns auf dem Betriebsgelände für die Einweisung durch den Techniker Tim von der Firma Solar-Andresen getroffen.

Die Funktionen und Einstellungen der Maschine wurden vorab erklärt. Wichtig ist bei jeder Inbetriebnahme der Maschine, zuerst den Hauptschalter und dann den Schalter für die PV-Einheit zu betätigen. So wird garantiert, dass die PV-Anlage die Batterien des Geräts auch korrekt auflädt. Die Grundparameter der Maschine mussten noch auf den neuen Betrieb eingestellt werden. Der Farmdroid war nicht fabrikneu, sondern hatte schon einen Einsatz auf einem anderen Betrieb hinter sich. Dann bekamen wir die Funktionen und die nötigen Handgriffe für den Umbau gezeigt. Das Austauschen der Dosierscheiben genauso wie den späteren Umbau auf die Hackfunktion. Die Erklärungen waren einfach und verständlich, die Funktionen auf ein nötiges Maß begrenzt. Überflüssigen Schnickschnack findet man am Gerät genauso wenig wie in der Software. So konnten wir nach etwa zwei Stunden Theorie auf dem Betrieb schon auf den Acker fahren und die Aussaat beginnen. Für den Weg zum Acker gibt es eine Transportgabel mit Dreipunktaufhängung, die an der Heckhydraulik des Schleppers befestigt wird. Wichtig hierbei ist es, vor dem Aufnehmen der Maschine das Display einzuklappen, um Beschädigungen vorzubeugen. Gleich zu Beginn des Sävorgangs stellten wir fest, dass die Position einiger Dosierscheiben nicht ganz ideal war. Dies führte zu Verstopfungen in zwei Dosierern und nötigte uns, gleich eines der vorab angesprochenen Szenarien einmal durchzuspielen. Für die Beseitigung der Verstopfung mussten die gefüllten Saattanks abgenommen werden. Dies erforderte einiges Geschick und Vorbereitung, um auch alle teuren Zwiebelsamen wieder aufzufangen. Auch die zuvor angesprochenen Probleme mit dem sehr weichen Saatbett wurden sehr schnell deutlich. Allen voran die Bereiche auf den Vorgewenden wurden durch die Einmessung mit dem Schlepper arg zerklüftet. Dies wurde dem Steuerrad vorne am Gerät sehr schnell zum Verhängnis. Die bereits angesprochenen Maßnahmen zur Rückverfestigung brachten schließlich die nötigen Verhältnisse für den besseren Ablauf.

Die Hoffnung ist natürlich groß, mit dieser Maschine den Personaleinsatz so gering wie möglich zu halten und trotzdem einen gesunden und ertragreichen Zweibelbestand zu etablieren. Anspruch ist hierbei, das Portfolio des Betriebs zu erweitern bzw. zu ergänzen und an die Nachfrage anzupassen, um somit auch eine längerfristige Kundenbindung zu erreichen. Die saubere Technologie steht dabei natürlich ebenfalls im Fokus. Die Bestandspflege ohne weitere Energiekosten ist nicht außer Acht zu lassen, auch wenn es beispielsweise um die Berechnung der Amortisation geht.

Eine Überschneidung der Saatreihen beim Ablegen in Keilen ist möglich. Die Saatablage erfolgt entweder in gerader Linie oder im Zickzack, der sog. Diamant-Form. Wir haben uns für die lineare Ablage entschieden. Leerbeete können ebenfalls eingestellt werden. Für die Überwachung aus der Ferne gibt es über eine fest eingestellte Kamera die Möglichkeit, die Funktion eines Trailerpaares zu beobachten. Über Sensoren in den Saatrohren können Säfehler aufgezeichnet werden. Übersteigt der Wert einen vorher festgelegten Schwellenwert, stellt der Farmdroid die Arbeit ein und sendet über die App eine Fehlermeldung. Der Roboter verfügt über zwei RTK-Signalgeber. Mit dem ersten wird die Position bestimmt, über den anderen wird die gerade Ausrichtung generiert. Dadurch ist auch ein leichter Hangausgleich möglich. Da die Aussaat bei widrigen Wetterverhältnissen nur schlecht oder gar nicht stattfinden kann, ist der Roboter mit einem Regensensor ausgestattet, welcher bei voreingestellter Regenmenge automatisch den Betrieb des Roboters einstellt. Unter bestimmten Voraussetzungen startet er auch wieder autonom. Es lohnt sich immer, ein etwas flacheres Behältnis dabei zu haben, um beispielsweise Saatgut aufzufangen. Es gibt Testmöglichkeiten für die diversen Funktionen, wie Saatgutablage und Abklopfer, für jeden Trailer individuell. Die Positionen der Trailer und der Werkzeugträger können auch nachträglich neu eingemessen werden. Dies ermöglicht den Einbau eigener Werkzeuge und Geräte für spezielle Zwecke. Die Möglichkeit, breitere Bereifung für sandige Verhältnisse zu montieren, wäre vielleicht noch eine Idee.

Ein Element der Maschine, mit dem wir nicht zufrieden sind, ist das Display am Bedienterminal. Es ist aufgrund seiner energiesparenden Bauart bei starker Sonneneinstrahlung sehr schlecht bis gar nicht abzulesen. Auch die Sensibilität der Touch-Funktion lässt den Wunsch nach Hammer und Meißel wach werden. Hier sollte seitens der Firma Farmdroid dringend nachgebessert und auch nachgerüstet werden, denn die Bedienbarkeit des Gerätes hängt maßgeblich davon ab.

Die Maschine ist sehr durchdacht und funktionell aufgebaut. Alles ist schlank und einfach gestaltet. Pragmatismus geht hier ganz klar vor Design. Das tut dem Gerät aber gut. Die Erfinder sind sehr daran interessiert, die Maschine stetig zu verbessern. So geht man immer wieder auf neue Ideen aus den Reihen der Anwender ein, um die Kompatibilität des Produkts noch weiter zu verbessern. Für den Start hat die Maschine überzeugt. Auch die anfänglichen Schwierigkeiten kamen mir sehr gelegen, da dies die Möglichkeit bot, sich gleich mit Hilfe des Fachpersonals vor Ort darum zu kümmern. Ein reibungsloser Ablauf wäre bei Weitem nicht so anschaulich und lehrreich gewesen.

Die Betreuung seitens der Firma Solar-Andresen ist an dieser Stelle lobend zu erwähnen. Sowohl bei der nachgehenden technischen Unterstützung als auch bei der Vorbereitung des Einweisungstages fühlte man sich gut aufgehoben. Schnelle Kommunikation und unkomplizierte Lösungen stehen hier ganz klar im Vordergrund. Alles in allem hat man gemerkt, dass man sich hier zum einen mit dem Produkt identifiziert, zum anderen aber auch die besonderen Bedürfnisse der eigenen Kundschaft versteht. Grundsätzlich sind wir mit dem Gerät bis jetzt zufrieden. Die Saison wird zeigen, inwieweit wir mit dem Anbau erfolgreich sein werden. Die Leistung beim Hacken sowie die Auswertung der Messversuchsreihe folgen in einem weiteren Artikel.