Investoren sollten aufmerksam werden: Robotik übernimmt die Landwirtschaft

In vorindustriellen Zeiten wurde die meiste wirtschaftliche Aktivität vom Primärsektor: Landwirtschaft, Viehzucht und anderer Nahrungsproduktion angetrieben. Mit der industriellen Revolution wurden unsere Volkswirtschaften zunehmend von der Industrie und später von Dienstleistungen getrieben. Dadurch wurde der Primärsektor, obwohl er nach wie vor die wesentliche Aufgabe der Nahrungsproduktion übernimmt, wirtschaftlich immer unsichtbarer.

Ein Schlüsselfaktor war die Mechanisierung der Landwirtschaft. In armen, unterentwickelten Regionen wie Afrika kann die Landwirtschaft das Existenzgrundlage der meisten Menschen sein und bis zu 15 % des BIP ausmachen. In Ländern wie den USA liegt der Anteil der Landwirtschaft am BIP bei weniger als 1 %.

• Ausweitung massiver Monokulturen über tausende Hektar statt diversifizierter Ökosysteme mit Hecken, mehreren Arten usw…
• Massive Abhängigkeit von chemischen Düngemitteln.
• Intensiver Einsatz von Pestiziden und Herbiziden führt zu ökologischen Schäden und Wasserverschmutzung.
• Abnahme der Bodenfruchtbarkeit durch tiefe Pflüge, Düngemittel, Fungizide und Verdichtung unter dem Gewicht immer größerer Traktoren.
• Rückgang der Biodiversität von Nutzpflanzen, wobei nur eine Handvoll Sorten oft 80 %-90 % der Gesamtproduktion ausmachen.
• Niedrigerer Nährwert der erzeugten Lebensmittel.

Das ist nicht nachhaltig. Die Bienenpopulation ist durch das „Colony Collapse Disorder“ bedroht, wahrscheinlich ausgelöst durch Pestizide. Und es ist nicht einmal profitabel, was enormen Druck auf Landwirte ausübt, die viel häufiger als die Allgemeinbevölkerung Selbstmord begehen. Die UN-FAO (Food and Agriculture Organization) warnt, dass bis 2050 90 % des Bodens in Gefahr sein werden. Und die Nahrungsmittelproduktion muss bis 2050 um 70 % steigen, obwohl die meisten Böden erschöpft und steril werden.

Das könnte ein ziemlich düsteres Bild sein. Aber wir haben die Lösung bereits, und sie wird gerade jetzt umgesetzt.

Moving to the next step

Das ist nicht alles negativ. Die industrielle Landwirtschaft hat den Hunger drastisch reduziert, trotz der explosionsartigen Zunahme der Weltbevölkerung. Sie hat zudem menschliche Arbeitskraft für produktivere Aufgaben wie Wissenschaft und Bildung freigesetzt.

• Unkraut- und Schädlingsbekämpfung ohne Chemikalien.
• Ernte und Pflücken, besonders von Früchten und empfindlichen Beeren.
• Individuelle Pflege für jeden kleinen Abschnitt des kultivierten Landes.
• Optimale Bewässerung, die kostbare Wasserressourcen nicht verschwendet.

Die bisherigen Lösungen bestanden entweder darin, das Problem zu ignorieren (chemische Behandlung) oder es durch Ausbeutung billiger Migrantenarbeitskräfte (Obstpflücken) zu lösen. Aus ökologischer und ethischer Sicht ist es nicht akzeptabel, dieselben Praktiken beizubehalten.

Glücklicherweise kommt jetzt die Robotik, um die Landwirtschaft nachhaltiger zu machen.

Stellen Sie sich eine Zukunft vor, in der das Obstpflücken von intelligenten Robotern erledigt wird, die sich nicht den Rücken brechen und nicht unter der sengenden Sonne überhitzen; in der dieselbetriebene massive Traktoren durch eine Flotte kleiner autonomer, solarbetriebener Drohnen auf Rädern ersetzt werden; in der die Felder ständig von fliegenden Drohnen überwacht werden; und in der Pestizide und Herbizide durch heißes Wasser oder einen Roboterarm ersetzt werden.

Die gute Nachricht ist, dass die gesamte Agrarindustrie das bereits umsetzt. Nicht nur kleine, enthusiastische Start‑Ups sondern auch Industriegrößen wie Bayer. Es gibt sogar globale Agrar‑Roboter‑Foren, zuletzt im Dezember 2021 in Frankreich. Fortschritte gibt es überall, aber wir können sie in einige Segmente einteilen.

Robotic Picking

Advanced.farm verwendet sechs Roboterarme, maschinelles Sehen und einen Saugnapf, um Äpfel schonend zu ernten, ohne dass Menschen anwesend sein müssen. Es kann auch nachts arbeiten, was einen 24/7‑Ernteplan ermöglicht. Außerdem hat es einen Erdbeer‑Erntemechanismus entwickelt, der fünfmal effizienter ist als ein menschlicher Erntearbeiter. Trotz eines leicht unheimlichen Aussehens bei nächtlichem Betrieb (siehe unten) ist es wirklich sicher und effizient.

Fieldworkrobotics hat eine Partnerschaft mit dem deutschen Maschinenbauer Bosch geschlossen, um seine weichen Frucht‑Pflück‑Roboter zu entwickeln. Das Unternehmen spezialisiert sich auf empfindliche Früchte und Gemüse wie Himbeeren, Blumenkohl und Tomaten und nutzt fortschrittliche Roboterarme.

Robotic Weed & pest management

Ecorobotix hat einen Roboter entwickelt, der maschinelles Sehen mit präzisem Sprühen kombiniert, um das eingesetzte Volumen an Pestiziden und Herbiziden um bis zu 95 % zu reduzieren. Statt das gesamte Feld zu besprühen, zielen ihre Roboter nur auf die Pflanzen, die das Mittel tatsächlich benötigen. Zwar werden Chemikalien nicht vollständig aus der Landwirtschaft entfernt, aber das Gesamtvolumen und die damit verbundene Verschmutzung sollten drastisch sinken.

Naio Technologies strebt hingegen an, Herbizide vollständig aus dem Feld zu entfernen. Ein leichtes (1,5 t, also etwa wie ein Auto) autonomes Fahrzeug fährt über das Feld und zerkleinert oder entwurzelt das Unkraut mit kleinen Klingen. Es nutzt LIDAR, GPS‑Navigation und maschinelles Sehen, um selbstständig zu fahren und Pflanzen von Unkraut zu unterscheiden, ohne Aufsicht.

Einige gehen noch weiter, wie Blue River Technology, ein Partner des Agrargeräte‑Giganten John Deere. Sie nutzen maschinelles Lernen und maschinelles Sehen, um jede Pflanze im Feld zu identifizieren. So kann der Roboter das Unkraut entfernen und gleichzeitig die Kulturpflanzen wie Salat ausdünnen, wodurch der Gesamtertrag ohne menschliches Eingreifen steigt – „er erledigt die Arbeit von 9‑10 Personen“. Mehr dazu sehen Sie im Video unten:

(Der gleiche Einsatz von maschinellem Sehen zum Ausdünnen und Unkrautjäten wird auch von Vision Robotics, Ekobot und Aigro durchgeführt). Und es gibt wahrscheinlich viele weitere Start‑Ups, die entweder noch im Stealth‑Modus arbeiten oder gerade erst starten.

Irrigating with Robotics

Osiris Agriculture ist ein französisches Unternehmen, das einen Bewässerungs‑Roboter entwickelt hat. Indem er selbstständig fährt und den Wasserbedarf der Pflanzen erkennt, reduziert er den Wasserverbrauch um 30 % und spart Landwirten im Sommer 7 Stunden Arbeit pro Hektar.

Monitoring with Robotics

Precision Hawk nutzt Drohnen, um die Gesundheit von Nutzpflanzen zu überwachen, unter Verwendung multispektraler Sensoren. Diese Drohnen erfassen nicht nur sichtbares Licht, sondern auch Infrarot, was Aufschluss darüber gibt, ob ein Gebiet bewässert werden muss. Sie haben zudem eine Partnerschaft mit dem weltweit größten Drohnenhersteller DJI geschlossen, für eine App, die jede Drohne in eine Überwachungsdrohne verwandeln kann.

Other application for Robotics

Es gibt zahlreiche weitere Anwendungsmöglichkeiten. Zum Beispiel die Verwaltung von Rindern mit Beefreeagro, das Rinder autonom lokalisieren und zählen kann. Es kann zudem frühe Krankheitsanzeichen erkennen und überwachen, ob alle Zäune und Tore korrekt funktionieren.

Roboter können auch für Wiederaufforstungs‑Projekte eingesetzt werden. Biocarbon Engineering hat fliegende Drohnen eingesetzt, um in nur wenigen Minuten Hunderte von Bäumen zu pflanzen – ein Test zum Wiederaufbau von Mangrovenwäldern in Myanmar. Das ist besonders effizient für schwer zugängliche Gebiete wie Küsten und Berge.

Da manche Kulturen, wie Blumen, häufig in Innenräumen angebaut werden, gibt es auch Pflanz‑Roboter für Gewächshäuser wie the Roboplant.

Special mentions

Nicht alle Felder liegen in schönen, flachen Reihen über Meilen hinweg. Viele Felder befinden sich an Hängen oder haben komplexe Konfigurationen, zum Beispiel Weinberge oder Mischkulturen. Dafür gibt es ebenfalls einen Roboter. The Slopehelper bewegt sich auf Ketten wie ein Panzer und kann fast alles erledigen, je nach angebrachtem Equipment: Sprühen, Mähen, Unkrautjäten, Mulchen und sogar manuelle Pflücker unterstützen, um Früchte in Obstgärten oder Weinbergen zu erreichen.

Es ist wahrscheinlich, dass Multi‑Aufgaben‑Roboter zur Norm werden, indem sie in einer Maschine Pflanzen, Bewässerung, Schädlingsbekämpfung, Unkrautjäten, Ernten usw. kombinieren. Wahrscheinlich durch die Fusion einiger dieser Start‑Ups mit wenigen Technologieführern oder in bereits bestehenden agronomischen Konglomeraten wie John Deere und Bayer.

Zu guter Letzt: Vielleicht sind Sie kein Landwirt, sondern ein Garten‑Enthusiast, der zu Hause etwas eigenes Gemüse anbauen möchte. Aber Sie haben weder die Zeit noch die körperliche Kapazität, selbst zu gärtnern? Oder möchten Sie die landwirtschaftlichen Roboter selbst in Aktion sehen? Dann können Sie das Open‑Source‑Projekt Farm.Bot anschauen. Es pflanzt, jäten, bewässert und düngt autonom eine Fläche von bis zu 3 m × 6 m für „nur“ 3.995 $.

Conclusion

Roboter stehen erst am Anfang in der Landwirtschaft. Und sie werden bleiben. Arbeit ist nach wie vor ein wesentlicher Kostenfaktor in der Lebensmittelproduktion. Roboter können helfen, Lebensmittel erschwinglich zu halten und gleichzeitig bessere Anbaumethoden zu fördern. In ein paar Jahrzehnten könnten wir die heutigen landwirtschaftlichen Praktiken als zerstörerisch und kurzsichtig ansehen im Vergleich zu deutlich weiterentwickelten Robo‑Farming‑Methoden, die die Biodiversität erhalten und die Verschmutzung reduzieren.

Roboter werden wahrscheinlich im Laufe der Zeit die meisten Traktoren ersetzen und die Art und Weise, wie Landwirtschaft betrieben wird, radikal verändern. Das ist sowohl eine Bedrohung als auch eine Chance für etablierte Akteure im Sektor. Aus Investitionssicht wäre es daher am besten, nur in Agrarbetriebe zu investieren, die Robo‑Farming annehmen und sich an einen Wandel anpassen können, der so radikal ist wie die Mechanisierung vor fast einem Jahrhundert.

Clevere Investoren sollten ein Auge auf den Agrarsektor haben, insbesondere auf Unternehmen, die Datenanalyse anwenden und von Robotik profitieren.