Apfel-Ernteroboter der nächsten Generation: USDA-Gerät soll eine Ernterate von 80 Prozent erreichen
Forscher des Landwirtschaftlichen Forschungsdienstes (ARS) des U.S. Departments of Agriculture (USDA) haben kürzlich verlauten lassen, dass ihr Zweiarm-Apfelerntesystem in aktuellen Versuchen einen deutlichen Schritt nach vorne gemacht habe. Das Gerät stelle damit einen wichtigen Meilenstein bei der Automatisierung einer der arbeitsintensivsten Aufgaben in der Apfelproduktion dar.
Apfelproduzenden in den USA sind ebenso wie ihre Europäischen Kollegen daran interessiert, die Arbeitskosten weiter zu senken, um wirtschaftlich erfolgreich arbeiten zu können. Der neue Ernteroboter könnten zu einer großen Hilfe in diesem Bereich werden, da er nicht nur die Früchte in kommerziellen Dichtpflanzungen pflückt, sondern sie auch gleich auf dem Feld sortiert.
Das Projekt wird im Rahmen eines nationalen USDA-Programms finanziert und erhielt später Unterstützung durch die National Institute of Food and Agriculture (NIFA) Specialty Crop Research Initiative. Es umfasst außerdem zwei nicht näher genannte kommerzielle Unternehmen und umfangreiche Feldtests. "Wir haben das Projekt vor fünf oder sechs Jahren gestartet, als Reaktion auf den zunehmenden Druck, dem die Produzenten ausgesetzt sind, ausgelöst durch drohenden Arbeitskräftemangel und immer weiter steigende Produktionskosten", berichtete der leitende Forscher Renfu Lu. Dabei stehen die Projektverantwortlichen im kontinuierlichen Austausch mit Produzenten.
Beim aktuellen System hat man das Gerät vom einarmigen Roboterarm hin zu einem modularen Design mit zwei Roboterarmen weiterentwickelt, die sich einen einzigen Wahrnehmungssensor teilen. Um die Äpfel abzutrennen, nutzt der Roboter einen vakuumbasierten Manipulator,– eine Methode, die laut Lu hilft, Fruchtschäden zu reduzieren und gleichzeitig die Leistung im dichten Blattwerk zu verbessern.
"Viele Landwirte kamen zu mir und sagten: 'Nun, es wäre großartig, wenn wir die Roboter-Ernte gleich mit einer Sortierung im Feld kombinieren könnten, um eine vollständige Ernteautomatisierung zu erreichen“, berichtete der Wissenschaftler. „Deshalb haben wir auch eine Sortierfunktion integriert.“
Das Team misst die Leistung des Roboters anhand von drei Schlüsselkennzahlen: Einer erfolgreicher Ernterate, der Erntegeschwindigkeit und der geernteten Fruchtqualität. Letzteres bezieht sich auf den potenziellen Schaden, den der Roboter beim Bergen der Äpfel verursacht.
Der Roboter benötigt derzeit im Durchschnitt vier bis fünf Sekunden pro gepflückte Frucht. Die Forscher streben aber an, diese Rate auf zwei bis drei Sekunden pro Apfel zu reduzieren. Damit würde das die Leistung des Ernteroboters näher an die menschliche Erntegeschwindigkeit herankommen, wenn man Pausen und Handhabungszeit berücksichtigt.
Die Feldversuche während der Erntesaison 2025 fanden in kommerziellen Obstanlagen im Bundesstaat Washington statt. Geprüft wurde sowohl die Leistung im zweidimensionalen vertikalen Fruchtwand-System als auch in einer hohen Spindelpflanzung. Bei beiden Anlagen handelt es sich um hochdichte Systeme, die sich gut für die Automatisierung eignen. Aber selbst in Obstanlagen im Staate Michigan, wo die Baumstruktur oft weniger gleichmäßig ist, erreichte der Roboter offensichtlich Ernteraten von 60-80 %.
"Die Leistung wird definitiv von der Struktur der Obstplantagen beeinflusst", sagt Lu und fügt hinzu, dass das langfristige Ziel weiterhin 80 Prozent Leistung in typischen hochdichten Obstgärten in großen Apfelregionen beträgt.
Das System erntet noch nicht selektiv basierend auf der Fruchtreife, aber Lu sagte, dass diese Funktion mit künstlichen Intelligenzmodellen entwickelt wird.
Das Team entwickelt außerdem eine autonome mobile Ernteplattform, die vier Module und einen Sortierer im Feld integriert, der Obst in Frisch- und Verarbeitungsklassen trennen kann. Die Plattform ist so konzipiert, dass sie sowohl leere als auch volle Behälter autonom handhabt und Obstgärten ohne menschliches Eingreifen navigiert.
Die Technologie wurde an die Michigan State University lizenziert, die ein Start-up gegründet hat, um das System kommerzialisiert zu machen. Lu sagt, das Unternehmen habe eine Anfangsinvestition gesichert und strebt eine kommerzielle Lieferung innerhalb der nächsten Jahre an. Die Kosten bleiben jedoch zentral für die Verbreitung.
"Wenn ein Erzeuger keine Kosteneinsparung oder Arbeitseinsparung erreicht, wird er die Technologie nicht übernehmen", betont Lu. "Wir sind uns sehr bewusst – wir wollen ein Robotermodul kosteneffizient bauen."
Selbst mit Automatisierung erwartet der Forscher, dass menschliche Arbeitskräfte Teil der Erntearbeiten bleiben.
"Unser Ziel ist es, eine Pickrate von 80 Prozent zu erreichen", fügt er hinzu. "Daher müssen die restlichen Früchte, sagen wir 20 Prozent, von einem Menschen gepflückt werden."
Videolink: https://scientificdiscoveries.ars.usda.gov/tellus/stories/articles/harvesting-apples-2025
News & Infos
EU-Hilfen bei Frostschäden auch für deutsche Betriebe?
Die EU-Kommission hatte in dieser Woche Krisenhilfen aus der Agrarreserve für Österreich, Tschechien und Polen in Höhe von 62 Millionen Euro in Aussicht gestellt, um die dortigen Ertragsausfälle durch Frost- und Hagel in Obst-, Gemüse- und Weinbaubetrieben zu kompensieren – ohne Deutschland in die Hilfsmaßnahme einzubeziehen.
Der Bundesrat stimmt neuem Düngegesetz nicht zu
Der Bundesrat hat in seiner Plenarsitzung am 5. Juli 2024 dem zweiten Gesetz zur Änderung des Düngegesetzes die Zustimmung verweigert. Das Gesetz sollte unter anderem die Grundlagen für die Nährstoffbilanzverordnung und die Monitoringverordnung bilden.
Neue QS-Arbeitshilfe „Abdriftvermeidung“
Auswertungen aus dem QS-Rückstandsmonitoring belegen: QS-zertifizierte Erzeuger von Obst, Gemüse und Kartoffeln arbeiten bei der Anwendung von Pflanzenschutzmitteln sehr sorgfältig. Dennoch kommt es trotz durchgängig guter fachlicher Praxis vor, dass Produkte aufgrund vorliegender Analyseergebnisse von QS beanstandet werden müssen.
Machen Sie mit: Die Hummel-Challenge vom 20. Juni bis 3. Juli 2024
Die Hummel-Challenge findet einmal im Frühjahr und einmal im Sommer statt. Während im Frühjahr vor allem Hummel-Königinnen erfasst werden, geht es nun im Sommer, vom 20. Juni bis 3. Juli, darum, möglichst viele verschiedene Hummeln auf unterschiedlichen Pflanzen zu fotografieren.
Glyphosat: Anwendungseinschränkungen bleiben bestehen
Der Bundesrat hat am 14. Juni 2024 einer erneuten Änderung der Pflanzenschutz-Anwendungsverordnung (PflSchAnwVO) zugestimmt. Sie wird ab dem 1. Juli 2024 gelten. Damit gibt es für Anbauer zwar nun Rechtssicherheit – aber die Bundesfachgruppe Obstbau fordert weiterhin mit allem Nachdruck eine Aufhebung des fachlich nicht zu begründenden Anwendungsverbotes für Glyphosat in Wasserschutzgebieten.
Pflanzenschutz zukunftsfest machen statt Rückbauprogramm für die Landwirtschaft
Anlässlich der Befragung der Bundesregierung im Ausschuss für Ernährung und Landwirtschaft des Deutschen Bundestages am 12.06.2024 appellieren 30 Verbände der Land-, Forst- und Ernährungswirtschaft an das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL), die Vorschläge für ein „Zukunftsprogramm“ Pflanzenschutz zurückzuziehen.
Transformationsbericht des BMEL
Das Bundeskabinett hat jüngst den Transformationsbericht „Nachhaltige Agrar- und Ernährungssysteme“ verabschiedet. Darin werden Wege aufgezeigt, wie Landwirtschaft, Ernährungswirtschaft und Forstwirtschaft in Zeiten der Klimakrise für ausreichende und gesunde Ernährung sorgen und gleichzeitig zum Schutz der Gesundheit von Mensch, Tier und Ökosystemen sowie des Klimas beitragen.
Mehr Hautkrebsfälle durch UV-Strahlung – Sonnenschutz ist unerlässlich
Angesichts deutschlandweit steigender Hautkrebserkrankungen ist es unerlässlich, dass sowohl Betriebe als auch Beschäftigte in der Grünen Branche angemessene Maßnahmen zum Sonnenschutz ergreifen.
Änderung des Düngegesetzes vom Bundestag beschlossen
Der Deutsche Bundestag hat die vom BMEL vorgelegten Änderungen des Düngegesetzes beschlossen. die von Bundeslandwirtschaftsminister Cem Özdemir erarbeiteten Novelle soll landwirtschaftlichen Betriebe künftig mehr Planungssicherheit bieten und gleichzeitig den Umweltschutz verbessern.
Neue Kampagne von ALDI SÜD: Der Discounter macht Nachhaltigkeit zur „normalsten Sache der Welt“
ALDI SÜD verkündete just, dass der Konzern sein Angebot an nachhaltigeren Lebensmitteln (d.h. Bio-Produkte, regionales Obst und Gemüse oder Fleisch aus den höheren Haltungsformen) stetig ausbauen will. Wie der Discounter auf diese Weise Nachhaltigkeit zur „normalsten Sache der Welt“ machen will, zeigt Aldi Süd jetzt in seiner neuen Marketingkampagne, die am 21. Mai startet.
CO2-Fußabdruck von Bodenseeäpfeln
Im Sommer 2023 wurden im Rahmen der Initiative „FAIRDI – natürlich vom Bodensee“ CO2-Fußabdrücke für Äpfel von 22 Obstbaubetrieben sowie für typische Bodenseeäpfel ermittelt, um Optimierungspotentiale für einen ressourcenschonenden Apfelanbau zu identifizieren.
Erweiterung der Mautpflicht ab Juli 2024
Am 24.11.2023 wurde das „Dritte Gesetz zur Änderung mautrechtlicher Vorschriften“ (3. MautÄndG) im Bundesgesetzblatt Teil I Nr. 315 verkündet. Die Regelungen des Gesetzes treten 2024 in verschiedenen Stufen in Kraft.