Der jährliche Wettbewerb für Studententeams und ihre Feldroboter wird dieses Jahr mit Hilfe einer Simulationsumgebung, wie sie bei der „NASA Space Robotics Challenge“ zum Testen von Robotersoftware für die Weltraumforschung zum Einsatz kommt, durchgeführt. Die virtuelle Veranstaltung bietet damit den Teilnehmern realistische Designs mit realen Effekten, um eine Reihe von landwirtschaftlichen Feldszenarien nachzustellen.
Simulation von pflanzenbaulichen Situationen auf dem FeldAutomatisierung und Digitalisierung, optimierte Pflanzenproduktion sowie nachhaltige Landwirtschaft sind Herausforderungen, denen sich dieses Jahr die Teilnehmer im Feldroboter-Wettbewerb stellen müssen. 14 Studententeams aus Dänemark, Deutschland, Niederlande, Rumänien und Slowenien werden mit ihren virtuellen Robotern komplexe Feldmanöver digital realisieren. Auch ein Team mit technisch begabten Schülern wird teilnehmen. In der Simulationsumgebung „ROS / Gazebo“ lassen sich z.B. Hindernisse und Unkraut realistisch hinsichtlich Beleuchtung, Schatten und Texturen in 3D simulieren.
Die Teams und ihre Maschinen müssen mehrere Pflichtaufgaben lösen. Die genaue Testumgebung aus simulierten Maisfeldern erhalten die Teilnehmer erst kurz vor Beginn der Veranstaltung. Ein Roboter muss über viele Fähigkeiten verfügen, die im Vorfeld als Steuerungsalgorithmen einprogrammiert wurden: Navigieren entlang gekrümmten Pflanzenreihen, das Erfassen und Unterscheiden von Objekten und das georeferenzierte Kartieren dieser Objekte. Dies erfordert viele Monate Entwicklungsarbeit im Vorfeld. Eine weitere schwierige Aufgabe ist das Entfernen des Unkrauts, wofür eine genaue Software der Aktoren, die die Werkzeuge steuern, funktionieren muss.
Simulations-Software hilft auch der NASADie 3D-Simulationsumgebung „ROS / Gazebo“ ist eine Open-Source-Software, die ursprünglich für die Simulation von Robotern, Sensoren und Aktoren entwickelt wurde. Die Software wurde bei einigen Technologiewettbewerben wie der „DARPA Robotics Challenge“, der „Virtual RobotX Competition“ und der „NASA Space Robotics Challenge“ eingesetzt.
„Bei der Konstruktion eines Roboters wird ein Simulationsmodell mit Algorithmen entwickelt, lange bevor der Feldroboter in Hardware umgesetzt wird“, sagt Prof. Hans W. Griepentrog, Leiter Fachgebiet für Verfahrenstechnik in der Pflanzenproduktion an der Universität Stuttgart-Hohenheim. „Die Softwaresimulation ist daher ein fester Bestandteil der Feldroboterentwicklung.
Die Studententeams kennen diese Simulations-Software gut. Die Herausforderung für sie besteht hier darin, alle nötigen Algorithmen für einen funktionierenden Roboterbetrieb zu beschreiben“, ergänzt Griepentrog. „Die landwirtschaftlichen Aufgaben sind immer eine Herausforderung für die Teams und ihre Roboter, da technisches und landwirtschaftliches Prozesswissen gefragt ist. Der Spaß am Wettbewerb darf aber auch nicht zu kurz kommen“, betont Prof. Griepentrog.
Bei dem virtuell ausgetragenen Wettbewerb müssen die Feldroboter die Pflichtaufgaben in einer simulierten Feldumgebung bewältigen. Bei einer optionalen Freestyle-Aufgabe können die Teams ihre physischen Roboter live dabei vom Heimatort streamen, wie sie eine Aufgabe mit Landwirtschaftsbezug ihrer Wahl ausführen.
Praxisnahe Roboterforschung seit 2003Der Feldroboter-Wettbewerb, der 2003 von der Universität Wageningen in den Niederlanden ins Leben gerufen wurde, testet innovative Robotik- und Precision-Farming-Technologien unter realen Bedingungen und gibt jungen Wissenschaftlern die Möglichkeit, ihre Ideen untereinander auszutauschen und weiterzuentwickeln. Der reale Field Robot Event findet seit 2014 auf den DLG-Feldtagen statt. Wie bei der Feldveranstaltung haben die Teilnehmer auch bei der virtuellen Veranstaltung die Möglichkeit, sich untereinander oder mit den internationalen Zuschauern auszutauschen.
Die DLG wird das Event über ihre Digitalplattform live streamen. Interessierte Zuschauer sind herzlich eingeladen, das dreitägige virtuelle Event online zu verfolgen. Eine Teilnahme ist kostenfrei.
Das Programm des Field Robot Event 2021 und die Anmeldung ist unter
www.dlg-feldtage.de zu finden.
