ProjekttrÀger
Prof. Dr. Erhard Mielenhausen
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49076 OsnabrĂŒckZielsetzung und Anlass des Vorhabens
Entwicklung und Erprobung einer sensorgesteuerten Maschine (Querhacke) zur mechanischen Beikrautregulierung innerhalb der Reihen von Pflanzenkulturen im Land- und Gartenbau sowie in der Forstwirtschaft zur Reduktion des Konkurrenzdrucks um Wachstumsfaktoren und zur Substitution chemischer Applikationstechniken.
Ergebnisse und Diskussion
Das Ziel des Forschungsvorhabens bestand in der Entwicklung einer sensorgesteuerten Hackmaschine, die innerhalb einer Reihenkultur BeikrÀuter hackt.
Bisher galten sowohl die sensorische on-line Unterscheidung von Nutzpflanzen und BeikrĂ€utern als auch die lokale mechanische Beikrautregulierung als ungelöste technische Fragestellungen im Umfeld des precision farmings. FĂŒr beide Bereiche wurden im Rahmen des Vorhabens neue Lösungskonzepte entwickelt und in einer praxisorientierten interdisziplinĂ€ren Zusammenarbeit der Fachbereiche Elektrotechnik und Informatik, Maschinenbau, Agrarwissenschaften und Wirtschaft der Fachhochschule OsnabrĂŒck und des Industriepartners Amazone umgesetzt.
Das Entwicklungskonzept der sensorgesteuerten Querhacke basiert auf einer pflanzenbaulichen Charakterisierung der Nutzpflanzen Technologien entstanden im Rahmen des Projektes : Multisensorsystem und Zykloidenhacke. Die in Projektphase 1 entwickelten pflanzenbaulichen, sensorischen, mechanischen und landtechnischen Komponenten wurden in Phase 2 kombiniert und parallel weiterentwickelt oder optimiert. Die in Phase 1 aufgebaute Infrastruktur fĂŒr Labor-, GewĂ€chshaus- und Feldversuche ermöglichte eine schnelle Umsetzung neuer Entwicklungen von der Idee bis zum Einsatz im Maisfeld.
Eine intensivere Zusammenarbeit der Bereiche Agrarwissenschaften, Elektrotechnik/Informatik und Maschinenbau war in Projektphase 2 erforderlich, da hier die mechanischen und sesorischen Komponenten in Versuchen auf dem Feld sowie im GewĂ€chshaus erprobt wurden. Die KomplexitĂ€t des Projektablaufes wurde auch durch die logistischen Randbedingungen deutlich erhöht. Dies betrifft beispielsweise den Transport der GerĂ€te oder die VerfĂŒgbarkeit einzelner Komponenten, auch im Zusammenspiel mit laufenden Diplomarbeiten. Durch die EinfĂŒhrung eines Projektplanungssystems in Phase 2 wurden die neuen Anforderungen an die Projektorganisation unterstĂŒtzt.
Nach unserem Kenntnisstand wurden sowohl die sensorischen als auch die mechanischen Komponen-ten und deren Kombination erstmals konzipiert, realisiert und in einem landwirtschaftlichen Prototyp eingesetzt.
Damit wurde die Grundlage fĂŒr die Entwicklung von GerĂ€ten zur Beikrautregulierung gelegt, die zu einer deutlichen Reduktion des Herbizideinsatzes fĂŒhren können oder sogar auf deren vollstĂ€ndigen Verzicht. Die GerĂ€te stehen fĂŒr die Messung landwirtschaftlicher Parameter und die Erprobung zur Praxistauglichkeit zur VerfĂŒgung. Methodisch wurde ein Konzept zur Anwendung auf andere Reihenkulturen entwickelt. Durch die Breite der Sensorikentwicklung ergaben sich weiterhin - als Nebenprodukte des Vorhabens - zahlreiche Kontakte und neue Projekte mit Industriepartnern und Instituten in dem Themenbereich Sensorsysteme in der Landwirtschaft.
Ăffentlichkeitsarbeit und PrĂ€sentation
Die Konzepte und die Ergebnisse wurden durch mehrere Veröffentlichungen, VortrĂ€ge und Ausstellungen sowohl national (z.B.: Unkrauttagungen Stuttgart-Hohenheim, 1998/2000 oder VDI-MEG Jahrestagung fĂŒr Landtechnik 1999) als auch international (z.B.:Weeds 99, Brighton-Conference oder 13th International Scientific and Technical Conference of IFOAM 2000, Basel) zur Diskussion gestellt. Weiterhin wurde das Projekt durch die Einbeziehung von 34 DiplomandINNen unterstĂŒtzt, die durch die entsprechenden Dokumentationen und PrĂ€sentationen Teilaspekte des Projektes in die Hochschulöffentlichkeit transportiert haben. Die Materialien sind zusammen den technischen AbschluĂberichten sowie zahlreichen Bildern und Movies auf einer CD Sensorgesteuerte Querhacke dokumentiert.
Im Projekt wurde von Beginn an eine Zusammenarbeit mit hoher interner Transparenz und Kommunikation mit externen Fachleuten verfolgt. Die PraxisnĂ€he wurde durch mehrere Treffen und Symposien mit Industrievertretern sichergestellt. Ein Erfahrungsaustausch mit anderen in dem Forschungsbereich tĂ€tigen Instituten hat stattgefunden, wobei insbesondere die UniversitĂ€t Bonn, das Institut fĂŒr Agrartechnik Bornim, die Arbeitsgemeinschaft Ăkologischer Baumschulen sowie die FAL Braunschweig zu nennen sind. Durch die Veröffentlichungen und KonferenzbeitrĂ€ge wurden die Konzepte und Ergebnisse einer breiteren Fachöffentlichkeit zur Diskussion gestellt. Die Resonanz auf den im Projekt verfolgten interdisziplinĂ€ren Ansatz war ausgesprochen positiv.
Weiterhin wurde die Ăffentlichkeit durch zahlreiche AktivitĂ€ten innerhalb und auĂerhalb der Hochschule ĂŒber den Entwicklungsstand informiert. Das Spektrum der Veranstaltungen reicht von Laborbesichtigungen fĂŒr Studentengruppen bis zur Messeausstellung bei der Agritechnica 99.
Fazit
Das Projektziel wurde durch die VerfĂŒgbarkeit eines Prototyps der sensorgesteuerten Querhacke fĂŒr den Feldeinsatz sowie mehrerer Testaggregate fĂŒr praxisorientierte Versuche am Beispiel Mais in vollem Umfang erreicht. Dieses technisch-wissenschaftliche Ziel konnte trotz der auĂerordentlich hohen KomplexitĂ€t der sensorischen und mechanischen Komponenten als auch deren Zusammenspiel in einer durch StörgröĂen dominierten landwirtschaftlichen Umgebung gelöst werden. Hierdurch wurde die Basis fĂŒr die Entwicklung eines Prototypen fĂŒr eine Produktentwicklung gelegt, wobei zur Entwicklung eines marktfĂ€higen GerĂ€tes durch ein Industrieunternehmen weitere Vorarbeiten erforderlich sind. Hierzu zĂ€hlen insbesondere die Softwareentwicklung fĂŒr eine erweiterte Pflanzen/Sensorik-Datenbank, Lebensdaueruntersuchungen fĂŒr sensorische und mechanische Komponenten sowie weitere Feldversuche zum Einfluss von StörgröĂen.
Die im Projekt getestete Verwendung einer Spritze als Aktor stellt einen alternativen Lösungsansatz dar, bei dem gegenĂŒber der mechanischen Bearbeitung ein Vorteil bzgl. der Entwicklungskosten eines GerĂ€tes gesehen wird. Die Umweltbelastung könnte dadurch gegenĂŒber einer flĂ€chendeckenden Bearbeitung reduziert werden, allerdings wĂ€re die Reduzierung im Fall der sensorgesteuerten Hacke erheblich gröĂer.
Im Bereich der Sensorik war neben dem Multisensorkonzept die EinfĂŒhrung von CMOS-Kameras von groĂer Bedeutung und Resonanz, wobei hierfĂŒr ein europĂ€isches Patent angemeldet wurde. Die Verwendung mehrerer low-cost CMOS-Kameras in Verbindung mit spektralen Signaturen erscheint als eine mögliche zukĂŒnftige Variante zur on-line Unterscheidung von Nutzpflanzen und BeikrĂ€utern.
Telefon
NULLTelefon
NULLBundesland
NiedersachsenFördersumme
784.979,27 âŹFörderzeitraum
01.10.1996 - 30.09.1999