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Ernteroboter für Paprika-Früchte im Gewächshaus

Ein Roboter, der im Gewächshaus Gemüsefrüchte automatisiert erntet: Dieses Forschungsthema stellt Wissenschaftler aus verschiedenen Disziplinen vor große Herausforderungen. Bei einer automatisierten Ernte muss die biologisch begründete Variabilität zwischen den Pflanzen und den Früchten genauso berücksichtigt werden wie die sich in einem Gewächshaus während der Kulturzeit ändernden Umweltbedingungen. Der Roboter soll die Position der Früchte an der Pflanze und den Reifegrad der Früchte erkennen als Voraussetzung für die Entscheidung der Ernte. Und ein Greifarm der Maschine muss die Früchte erfassen, ohne die Pflanze in ihrem Wachstum und ihrer Ertragsbildung nachteilig zu beeinflussen. Es wird eine zur bisher praktizierten Handernte gleich gute Qualität der maschinell geernteten Früchte gefordert.

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Lehrstuhls für Angewandte Mechanik der TUM (Prof. Daniel Rixen, Garching) entwickeln für diesen Zweck einen modularen Roboter. Notwendige praxisnahe Bedingungen zum Einsatz des Ernteroboters werden in einem Versuchsanbau von Paprikapflanzen im Gewächshauslaborzentrum der TUM (Leitung Dr. Susanne Steger) bereitgestellt. Die Hochschule Weihenstephan-Triesdorf (HSWT) wird mögliche Auswirkungen des Ernteprozesses auf die Fruchtqualität und auf das physiologische Fruchtverhalten in der Nacherntephase untersuchen. Ob der Robotereinsatz an der Pflanze einen mechanischen Stress verursacht, der das Wachstum fördern oder beeinträchtigen kann, soll anhand von pflanzenphysiologischen Parametern beobachtet und gemessen werden (Dr. Ruth Habegger, TUM).
Aus den zusammengestellten Ergebnissen werden mögliche Modifikationen für die Automatisierung der Fruchternte abgeleitet.

Folgende Forschungsteilbereiche werden in den nächsten Wochen mittels eines Prototypen praxisnah bearbeitet:

  • Automatische Erkennung von Paprikafrüchten an der Pflanze (unter Beteiligung des Lehrstuhls für Informatikanwendungen in der Medizin & Augmented Reality)
  • Teleoperation von Manipulatoren für die Automatisierung von Ernteprozesse (siehe youtu.be/6hLwPYFCgNM)
  • Auswirkungen des Ernteprozesses auf die Fruchtqualität und das nacherntephysiologische Verhalten der Paprikafrüchte
  • Pflanzenphysiologische Reaktionen auf mechanische Belastung durch robotikbasierte Ernten der Paprikafrüchte

Kontakt:
Dr. rer. hort. Ruth Habegger
Professur für Biotechnologie der Naturstoffe
Tel. +49 8161 71 3429
ruth.habegger@tum.de