d_count__preg_callback($matches) { return str_repeat('[td][/td]', $matches[2] - 1) . '[td]'; } ?> Industrieroboter für umweltfreundlichen Gemüseanbau in Roboterforum allgemein - Seite 1 of 1

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Autor Thema: [Info] Industrieroboter für umweltfreundlichen Gemüseanbau  (Gelesen 1642 mal)

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Offline Gartenrobby

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[Info] Industrieroboter für umweltfreundlichen Gemüseanbau
« am: 08. November 2018, 22:43:18 »

Hallo,
Seit Jahrzehnten bearbeite ich einen Gemüsegarten.
Beim Kampf mit den Schnecken, den ich zeitweise händisch mit wenig Erfolg führte, bin ich nun doch wieder bei der Chemie (Schneckenkorn) gelandet, an dessen behaupteter Unschädlichkeit ich allerdings meine Zweifel habe.
Außerdem fällt mir das Bücken inzwischen recht schwer. Soll ich deshalb auch bei der Unkrautbekämpfung auch auf Chemie umstellen?
Nein, niemals!
Die beiden Tätigkeiten und viele weitere im Gemüseanbau müssten doch moderne Industrieroboter leicht ausführen können, wenn sie mit einer Kamera plus Auswertesoftware bestückt und so programmiert sind, dass sie von einem Menschen auf die jeweils anstehende Tätigkeit eingelernt werden könnten.
Modernste Technik im Garten, das würde mir gefallen. Dafür würde ich gerne alles Geld ausgeben, das ich in Jahrzenten durch meinen Garten eingespart habe und das sind sicher einige zigtausend Euro.
Die Vision:
Ein selbstfahrender Geräteträger wird von einem Mitarbeiter in der Einlernphase an den Einsatzort navigiert und in die gewünschte Tätigkeit eingelernt, z.B. Schnecken erkennen und abfangen. Später fährt er anhand stationärer Merkmale, die von einer Kamera sensiert werden, entsprechend eines vorgegebenen Programms selbständig durch den Garten zum gewünschten "Arbeitsort". Dort angekommen, schwenkt die Kamera auf den Bearbeitungsbereich, worauf der auf dem Geräteträger angebrachte, kleine Industrieroboter die gewünschte Arbeit entsprechend der Auswertung des Bildes vornimmt. Nach der Bearbeitung des erreichbaren Bereichs steuert der Roboter den Geräteträger an eine neue Position.
Ein solches System wäre sehr umweltfreundlich, da z.B.:
1. Schädlinge abgelesen werden können (Gift wäre obsolet),
2. Unkraut mechanisch entfernbar ist (keine Herbizite nötig),
3. gemischter Anbau leicht möglich ist (Fungizite vermeiden),
4. keine Abgase entstehen würden ("Treibstoff" Strom aus Solarzellen),
5. der Energiebedarf synchron zur Solareinstrahlung ist (Satbeetvorbereitung nie bei Regen) usw.
Ich könnte noch viele nennen.
Vielleicht gibt es Forumsmitglieder, die an so einem Projekt arbeiten?
Leider habe ich keinen passenden Thread gefunden und fange deshalb als Neuling einfach einen an und hoffe auf viele qualifizierte Beiträge oder Hinweise auf bestehende Unterforen zu diesem Thema.
Grüße vom Gartenrobby
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Offline Gartenrobby

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Re: Industrieroboter für umweltfreundlichen Gemüseanbau
« am: 10. November 2018, 22:43:57 »

Vielleicht bin ich hier doch im falschen Forum. Ich weiß, es gibt ein Farmbot-Forum, aber dort geht es mehr um den Selbstbau eines Portalroboters und der für den Kleinstgarten notwendigen Geräte. Ich bin dafür zu alt. Schon das Programmieren eines Mikrocontrollers zu erlernen, das schaffe ich nicht mehr. Das Säen und "Auskrauten" von Ackersalat automatisch ausführen zu lassen, kann ich in meiner restlichen Lebenszeit nur dann erreichen, wenn ich serienmäßig gefertigte Teilsysteme verwenden kann und diese "nur" passend kombinieren muss. Deshalb erscheint mir ein Forum, wo es um "richtige" Industrieroboter geht, schon das Richtige.
Ich präzisiere meine Gedanken etwas.
Ich suche einen kleinen, robusten Industrieroboter und ein ebenso robustes Kamerasystem mit einem leistungsfähigen Auswertungsrechner.
Roboter und Kamera werden auf einen selbstfahrenden "Geräteträger" montiert. In der "Arbeitsstellung" überblickt die Kamera das Arbeitsfeld des Roboters und kann seine Tätigkeit kontrollieren.
In Fahrstellung "schaut" die Kamera in die Haupt-Fahrtrichtung, erkennt aufgrund gewisser vorgegebener Markierungen die Position des Geräteträgers und steuert ihn auf die programmierte Arbeitsposition.
Jetzt schwenkt die Kamera in die Arbeitsstellung. Der Roboter beginnt die programmierte Bearbeitung, beispielsweise das Freifräsen kleiner Bodenbereiche zur Vorbereitung des Bodens für die Aussaat. Die Qualität der Arbeit kann mittels Kamera kontrolliert werden.
In weiteren Durchgängen wird gesät, Unkraut gejätet, gegossen, gedüngt, Schädlingsbekämpfung durchgeführt usw.
Die Ausführung fast jede physischen Arbeit kann einem Roboter beigebracht werden.
Was meint ihr dazu?
Welche Roboter kämen für so etwas in Frage?
Gibt es überhaupt kleine Industrieroboter, die mit Gleichstrom arbeiten?
Gibt es Kamerasysteme, die den Roboter veranlassen, ein Werkzeug an einen auf dem Bild markierten Ort hinzusteuern?
Fragen über Fragen.
Über gute Antworten würde ich mich sehr freuen,
meint der Gartenrobby.
 
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Offline WolfHenk

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Re: Industrieroboter für umweltfreundlichen Gemüseanbau
« am: 12. November 2018, 08:31:07 »
Nun, fangen wir mit dem Robot an:
Es muss einer sein, der "sicher" ist, also keinen Menschen erschlagen kann.
Mit einem UR vielleicht möglich. Stromversorgung mit Wechselspannung, das ist aber kein Problem.

Dann kommt aber das, was ein Problem ist: Kamerasystem
Unser menschliches Bilderfassungs- und Entfernungsmeßsystem (2 Augen) ist den heute (für vernünftiges Geld) erhältlichen Kamerasystemen so haushoch überlegen, dass es für diese Aufgaben einfach noch nicht geht.
Ich arbeite in einem großen Systemhaus in der Bildverarbeitungstruppe, weiß also etwas Bescheid über die Dinge.
Nehmen wir ein "einfaches" Beispiel: Erkenne eine Schnecke!
Für Dich, Mensch, keine Kunst.
Für ein Bildverarbeitungssystem aber eine kaum zu schaffende Herausforderung: Zuerst benötige ich eine hochauflösende Kamera, die dann auch noch unter nicht optimalen Bedingungen ein klares Bild liefert. Dazu muß sie Farben erkennen, denn eine Münze und eine (fast genauso runde) Schnecke unterscheiden sich farblich. Besonders, wenn von Münze oder Schneckenhaus nur ein Teil zu sehen ist, weil der Rest von einem Blatt bedeckt ist.
Dann brauche ich eine Entfernungsmessung: Der Mensch fokussiert mit beiden Augen und mißt geringe Bildunterschiede um eine Entfernung zu messen. Dabei werden je Auge rund 120 Millionen Fotorezeptoren eingesetzt, die schon bei der Aufnahme eine Vorbearbeitung des Bildes machen. Das sind zwei 120 Megapixel Bilder und das etwa 14 mal in der Sekunde. Diese Datenmenge wird dann verarbeitet.
Verkürzt:
Wäre ein schönes Ding, ist aber heutzutage einfach noch viel zu teuer. Die Bildverarbeitung auf menschliches Niveau zu bringen versucht man schon lange, aber es sind noch Jahre oder Jahrzehnte nötig...
Und mit "teuer" meine ich Beträge, die wirklich groß sind. Nicht Millionen, sondern VIELE Millionen.
Gleiches mit der Robotik: Die Hand kennt mehrere Griffe. Um Schnecken zu greifen würde ich als Mensch mit Daumen und Zeigefinger den sogenannten "Pinzettengriff" anwenden.
Für andere Tätigkeiten verwende ich andere Greifmethoden, die meine Hand beherrscht.
Die Bauart dieses Greifers mit rund 17 Gelenken und viermal sovielen Bewegungsmöglichkeiten ist bis heute in der Robotik nicht gescheit nachgebaut. Es gibt zwar einige schöne Konzepte, aber die Druck- und Kraftsensoren und die stufenlos einstellbare Greifkraft sind nicht nachgeahmt. Was nutzt der schönste Greifer, wenn er das Greifgut zerdrückt?

Dann das Programmieren...
Ein Roboter kann noch nicht selbst lernen. Ein mir bekannter Fabrikleiter hat mir in dieser Hinsicht mal seine Ansicht dazu gesagt:
Es ging um das Verpacken von Pappteilen in Pappkartons. Viele verschiedene Teile, verschiedene Kartons und bis zu acht Wechsel des Produkts am Tag.
Bei ihm machten das etwa zehn Arbeiterinnen. Ich schlug ihm eine robotische Anlage vor.
Er sagte mir:
Den Roboter zu teachen dauert einen Tag (pro Produkt). Die Frauen brauchen dazu zehn Minuten.
Der Roboter kann ein falsch gelegtes Teil nicht korrigieren, er sondert es aus. Die Frauen machen einen Handgriff und es stimmt.
Der Roboter braucht nen Programmierspezialisten. Die Frauen kriegen gesagt "Macht das so und so" und dann geht das. Da brauche ich kein Fachwissen.
Der Roboter geht mal kaputt. Dann steht die Produktion. Das ist bei den Frauen auch so, wenn Grippewelle ist, oder Urlaub. Dann hol ich nen Ferienjobber und schon läufts wieder. Kann ich das mit dem Robbi auch?
Ich hab gesagt: Ok, Du hast Recht. Manchmal gehts einfach mit Menschen besser.
« Letzte Änderung: 12. November 2018, 08:34:07 von WolfHenk »
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Offline WolfHenk

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Re: Industrieroboter für umweltfreundlichen Gemüseanbau
« am: 12. November 2018, 10:43:44 »
...achja, da ist nochwas:
Ein Mensch wird ja im Grund genommen auch programmiert: Es dauert rund zwei Jahre von der Geburt an, bis der Mensch halbwegs vernünftig sehen kann, drei bis sechs Jahre bis er sich halbwegs koordiniert bewegt und nochmal zwei Jahre mehr, bis er die Hand so fein steuern kann, dass er damit schreiben kann.
Und das bei zehn und mehr Stunden Training (beim Menschenkind nennt man es "spielen") am Tag.
Dann kommt noch das Lernen (oft bis zum 20. Jahr oder mehr).
Bis dann so ein "System Mensch" einsatzbereit ist und seine Arbeit beginnen kann vergehen also mehrere Jahre.
Ich bin gerne bereit, die noch verbleibenden Jahre bis zu meiner Rente einem Roboter "spielen" beizubringen. Leider fehlt es an interessierten Arbeitgebern, die mich für sowas engagieren (und bezahlen (können)). Allerdings kann ich keinerlei Gewähr für die Ergebnisse der Arbeit übernehmen.
Warum? Hier spielt einiges hinein.
Nicht nur "künstliche Intelligenz" wobei die eines der Hauptprobleme darstellt. Was zum Henker ist überhaupt "Intelligenz"?

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Offline Programmiersklave

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Re: Industrieroboter für umweltfreundlichen Gemüseanbau
« am: 13. November 2018, 10:20:04 »
Ist zwar Off Topic, aber in Sachen Kamera, Bilderkennung und "Intelligenz" habe ich permanent das Gefühl, irgendwas Wichtiges verpasst zu haben. 
Ich meine, wieso kann man einen chinesischen Multikopter mit Kamera für 2K€ dazu bringen, auf Gesten zu gehorchen, einen Skifahrer während der Abfahrt zu umkreisen und dabei selbständig Hindernissen auszuweichen, ohne fremdes Zutun? 
Und warum starrt mein Roboter derweil sekundenlang mit einem - zugegebenermaßen billigen - Kamera-Komplettsystem auf ein Bauteil und greift dann trotzdem daneben?

Hm....

Grüße,
Michael
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Offline Gartenrobby

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Re: Industrieroboter für umweltfreundlichen Gemüseanbau
« am: 13. November 2018, 12:26:10 »

Hallo WolfHenk,
vielen Dank für die ausführliche und sachkundige Antwort. Aber ich glaube, ich habe mich missverständlich ausgedrückt. Ich will dem Roboter nicht die menschliche Universalität beibringen, sondern "nur" einzelne, einfache, dauern wiederkehrende, stupide Tätigkeiten. Das Bekämpfen der Schnecken gehört dabei sicherlich zu den schwierigeren Aufgaben, aber keine unmögliche.
Ich beginne mit dem Erkennen:
Es geht um Nacktschnecken im "gestreckten Galopp". Will sagen, die lieben Tierchen bewegen sich zielgerichtet zu meinen Salatpflänzchen hin.
Erkennungsmerkmale sind:
1. Gleichmäßige Bewegung,
2. länglich (Länge ca. 5 mal Breite),

3. beidseitig spitz,
4. Länge ein bis fünf Zentimeter.

Schon aufgrund dieser 4 Merkmale sollte man die gefräßigen Schnecken von allen anderen Objekten unterscheiden können. Vielleicht gibt es ja schon Schneckenerkennungs-Apps für Smartphones (bitte melden)?
Die Schnecken mit Haus sind weitgehend nützlich (fressen andere Schnecken oder deren Eier) oder sie sind sogar geschützt und dürfen deshalb gerne bleiben.
Wenn ich die Schnecken nur umsetze und nicht umbringe, muss ich die "guten" Nacktschnecken nicht von den Schädlingen unterscheiden. Ansonsten wird es noch schwieriger.
Das Erkennen dieser einen Spezies dürfte also kein unüberwindliches Problem sein, auch nicht bei Nacht, denn viele Kameras begnügen sich mit sehr wenig Kunstlicht.
Wie kann ich die Tierchen aber aus dem Gemüsebeet entfernen?
Der IR führt einen Schlauch auf die Schnecke, geringer Unterdruck und schon haftet sie daran. Am Zielort genügt ein Luftstoß in den Schlauch und sie fällt runter. Könnte doch funktionieren, oder?
Natürlich gibt es noch genügend Probleme, z.B.: Wie findet das Schlauchende die Schnecke?
Hier würde ich ebenfalls auf die Auswertung der Kamera setzen, die ja die Schnecke und den Robotergreifer "im Auge hat" und die beiden "bildgesteuert" zusammenführen muss.
Ich gebe zu, ich habe keine Ahnung, wie das im Einzelnen umzusetzen ist, bin aber überzeugt, dass es trotz hohen Aufwandes nicht unmöglich ist. Die Bildauswertung alleine ist schon eine sehr komplexe Aufgabe, das bildgeführte Steuern des Roboters eine zweite. Und beide Aufgaben setzen sich wieder aus vielen Teilaufgaben zusammen. Dazu kommen die ganzen Werkzeuge und ihre Führung.
Aber von den Fähigkeiten des Auges und der Hand werden dabei nur sehr wenige gefordert.
Vielleicht finden sich ja Leute, die einzelne Teilprobleme lösen wollen und können oder sogar schon gelöst haben.
Aber bitte, ich würde zuerst die Bodenvorbereitung, die Aussaat und das Unkrautjäten angehen, bevor das Schneckenproblem gelöst wird.
Grüße
Roland

 

 
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Offline Gartenrobby

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Re: Industrieroboter für umweltfreundlichen Gemüseanbau
« am: 13. November 2018, 12:45:19 »
Ja, vielleicht sollte ich einfach abwarten bis aus China ein Universal-Gartenroboter kommt, dem ich dann nur noch die Grenzen meines Salatbeetes zeigen und ihm einmal die gewünschte Arbeit vormachen muss und schon legt er los.
Wenn die Arbeit kompliziert ist (siehe Schnecken einsammeln) muss ich's halt mehrmals vormachen.
Aber ich befürchte, da kann ich lange warten. Und dann benötige ich eine schnelle Internetverbindung auf meinem Äckerchen. Wenn die dann gestört ist, ist's aus mit der Gartenfreude.
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Offline Programmiersklave

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Re: Industrieroboter für umweltfreundlichen Gemüseanbau
« am: 13. November 2018, 13:03:07 »
Ich glaub, so schwer ist das gar nicht, es ist nur einerseits hier die falsche Abteilung, und andererseits ist der Leidensdruck / das Interesse der Maker zu gering bzw. für kommerzielle Ausbeute kein maßgeblicher Gewinn zu erwarten. 
Es gibt ja bereits Rasenmäh-Roboter, die das Gelände kennen und sich die Topographie merken (und wie die Staubsauger vermutlich nach China senden). Ich habe auch schon vor Jahren mal von einem Gerät gehört, was selbständig Schnecken sucht, aufnimmt und sogar zu Treibstoff zersetzt, mit dem es sich selbst betreibt (was ich persönlich von der Ethik her für unter aller Sau halte). Salat erkennen und drumherum ein bissl im Boden rumgrabbeln dürfte da noch eine der kleineren Übungen sein. 

Heutige landwirtschaftliche Maschinen sind zwar spezialisiert, sind im Grunde aber auch schon Roboter. Da fährt der Bauer nur noch mit. 

Grüße,
Michael
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Offline Gartenrobby

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Re: Industrieroboter für umweltfreundlichen Gemüseanbau
« am: 13. November 2018, 23:05:25 »
Wo ist denn die richtige Abteilung? Aber nicht für den spezialisierten Rasenroboter. Der ist für meinen Gemüsegarten wirklich kein Vorbild. Brauchen alle einen  Netzanschluss und einen "Grenzdraht" und können nur stupide mähen.
Ich bin überzeugt, dass hier Gewinn zu machen ist. Anfang dieses Jahres half ich einem Farmer in Kanada bei der Umstellung auf Organic (Bio). Der suchte nach kleinen selbstfahrenden Geräteträgern, die mit Industrierobotern bestückt, alle Arbeiten auf dem Acker ausführen können. Er wollte zunächst eine Achtel-Quadratmeile mit einem solchen Universalroboter bearbeiten lassen. Später, wenn sich das Gerät bewährt haben würde, hätte er einen "Schwarm" von 20 solchen Farmrobotern benötigt.
Er fand nichts passendes und hat inzwischen für eine knappe Million Maschinen angeschafft, darunter auch solche, die du als Quasi-Roboter bezeichnest. Die lenken selbstätig, erkennen die Pflanzenreihen mittels Kamera und steuern die Pflugschare Zentimetergenau in die Zwischenräume. Aber da muss halt immer jemand auf den großen Maschinen sitzen.
Wenn er für jede Einheit seiner "Schwarmmaschine 40 000 € zahen müsste, hätte er zugegriffen.
Grüße
Roland   
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Offline Programmiersklave

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Re: Industrieroboter für umweltfreundlichen Gemüseanbau
« am: 14. November 2018, 18:31:17 »
Du bekräftigst mich jetzt, ohne es zu wissen, stark in einem Vorhaben. Dafür danke!

Grüße,
Michael
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Offline Gartenrobby

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Re: Industrieroboter für umweltfreundlichen Gemüseanbau
« am: 14. November 2018, 22:51:24 »
Da bin ich schon neugierig, was das für ein Vorhaben ist.
Mein Kanadafarmer kauft jetzt natürlich einige Jahre nicht mehr viel.
Aber mein Konzept hat ja den Vorteil, dass sich die fast baugleiche Einheit (Geräteträger) sowohl  vom Hobbygärtner, als auch vom gewerblichen Gemüsebetrieb bis zum großen Farmer gleichermaßen einsetzen lässt, Wahrscheinlich käme man mit zwei  Baugrößen aus.
Die eine wäre etwa einen Meter breit. Mit einem einzigen Robby bestückt wäre sie hauptsächlich für den Hobbygärtner gedacht, der möglichst wenig Gift einsetzen will und der für minimale Bodenbearbeitung steht  Darüberhinaus sollte der auch noch technikverliebt sein und Spaß am Teachen haben, denn das Einlernen auf die verschiedenen Arbeiten wird wahrscheinlich viel Zeit kosten.
Der Berufslandwirt hätte vermutlich mehrere Roboter auf dem meist breiteren Geräteträger. Der Betriebsgröße könnte er sich leicht über die Zahl der Bearbeitungseinheiten anpassen.
Wenn als Energiequelle eine Solaranlage dazukäme und zusätzlich diese Geräteträger mit Solarpanels belegt würden, könnte man den Treibstoff selbst erzeugen und mit recht kleinen Akkus auskommen, da ja einiger Strom dort und dann erzeugt wird, wenn er gebraucht wird. Im Winter könnten die Einheiten zusätzlich als nachgeführte Solaranlage funktionieren.
Entschuldigt meine Begeisterung, aber sowas wäre einfach super
meint mit Grüßen
Roland
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Offline Gartenrobby

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Re: Industrieroboter für umweltfreundlichen Gemüseanbau
« am: 18. November 2018, 19:41:51 »

Hallo, habe gerade ein Video von Fendt angeschaut. Die arbeiten dort an einem kleinen Ackerroboter, der, sowohl beim Hobbygärtner, als auch beim Berufslandwirt (als Schwarm) zum Einsatz kommen soll (
https://www.youtube.com/watch?v=a5_kQScrZew).

Man sieht, die Zeit ist einfach reif für diese Schwarm-Idee.
Die scheinen dort ein Einzweck-Sägerät zu entwickeln. Ich denke aber nicht an eine Spezialmaschine, sondern an die Verwendung serienmäßiger Industrieroboter auf selbstfahrenden autonomen Geräteträgern. Nur die Werkzeuge sind speziell. Dies erscheint mir Vorteilhaft wegen der Verschiedenheit der zu verrichtenden Arbeiten im Garten- und Ackerbau und wegen des Preises.
Wenn hier im Forum jemand informationen über einen solchen Mehrzweckroboter weitergeben könnte oder auf ein spezielles Thema oder gar Forum hinweisen könnte, würde ich mich sehr freuen.
Grüße
Roland
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Offline WolfHenk

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Re: Industrieroboter für umweltfreundlichen Gemüseanbau
« am: 20. November 2018, 13:15:56 »
Thema Drohne: Die kreist nicht um das Fotomotiv, sondern um einen Koordinatensatz, der via GPS, Kameraausrichtung und Höhenmesser generiert wird (habe so ein Ding) und wenn sie während der Fahrt um den Schifahrer kreist, kreist sie um die live übertragenen GPS-Daten der Fernbedienung.
Thema Schnecken: Die Einschränkung "Nacktschnecke" vereinfacht das tatsächlich. Trotzdem denke ich, mit den heutigen (Geld)Mitteln für den "Normalbauern" nicht rentabel.
Aber ja, das Thema scheint zu kommen.
Wenn es was werden soll, muß es billig sein. Das muß sich der Nebenerwerbslandwirt leisten können.
Und da wird, denke ich, die Industrie wieder voll in die Kacke den Dünger hauen.
Preise zu hoch -> keine Akzeptanz.
Die werden ihre Roboter schön entwickeln und es wird einfach zu teuer werden. Damit ist das tot.
Warum? Teure "Traktoren sind immer besser als der Kleinkram" hat mir mal ein Landmaschinenhändler gesagt.
Kleine Traktoren kriegt man von europäischen Herstellern kaum.
Iseki, Mitsubishi und Kubota sind hier die "Großen".
Der kleinste Fendt kostet 90.000 Euro. Damit hängt der Bauer fest in den Fängen der Hersteller.


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Wolfram (Cat) Henkel

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Offline Gartenrobby

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Re: Industrieroboter für umweltfreundlichen Gemüseanbau
« am: 21. November 2018, 23:02:05 »
Ja gibt es denn kein Kamerasystem. das Pflanzen erkennen kann und ebenso eine Mini-Bodenfräse (Akkubohrmaschine mit eingespanntem gebogenen Messer)  und das dann den Roboter so steuert, dass die Fräse die Pflanze eliminiert?
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Offline Gartenrobby

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Re: Industrieroboter für umweltfreundlichen Gemüseanbau
« am: 27. November 2018, 22:10:40 »
OK, ich glaube, hier ist wirklich nicht der Ort, um über Agrarroboter zu diskutieren.
Ich danke für eure Beiträge und verabschiede mich hiermit.
Grüße vom Gartenrobby
Wenn die Schweizer Firma, die an so einem System arbeitet, mit mir ins Geschäft kommen sollte, werde ich mich nochmals melden.
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