Rebschnitt-Roboter soll Winzern die Arbeit erleichtern
Jede Weinrebe wächst anders. Ein Roboter soll deshalb mithilfe Künstlicher Intelligenz erkennen, wo er die Schere ansetzen muss. Forschende aus Zwickau entwickeln die Technik dafür.
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Jede Weinrebe wächst anders. Ein neuer Rebschnitt-Roboter soll mithilfe Künstlicher Intelligenz erkennen, welche Triebe zurückgeschnitten werden müssen. Daran forscht die Westsächsische Hochschule Zwickau mit fünf Partnern. © BÙI VĂN HỒNG PHÚC/pixabay
Wer ein Glas Wein aus dem Elbtal trinkt, denkt selten an den Winter davor. Dann stehen Winzer bei Kälte im Weinberg und schneiden die Rebstöcke zurück. Mit diesem Rebschnitt legen sie eine wichtige Grundlage dafür, wie viele Trauben die Pflanzen im nächsten Jahr tragen. Die Arbeit kostet viel Zeit und braucht Erfahrung.
Doch Fachkräfte fehlen, und die Kosten steigen. Künftig soll deshalb ein Roboter helfen. Daran arbeitet die Westsächsische Hochschule Zwickau (WHZ) mit fünf Partnern im Forschungsprojekt "VinePruningBot".
Jede Rebe ist anders
Genau das macht die Aufgabe so schwierig. "Die Herausforderung besteht darin, dass jede Rebe anders wächst. Unsere optische Messtechnik soll dem Roboter ermöglichen, die Pflanzenstruktur präzise zu erkennen und daraus geeignete Schnittpunkte abzuleiten", erklärt Prof. Peter Hartmann. Er leitet die Arbeitsgruppe Optische Technologien an der WHZ.
Sein Team entwickelt ein Verfahren, das mithilfe von Kameras und Künstlicher Intelligenz (KI) die Form eines Rebstocks erfasst. Aus den Messdaten entsteht im Computer ein dreidimensionales Modell. Es zeigt, wo die Triebe verlaufen, wie dick sie sind und wo sich Knospen befinden. Anhand dieser Informationen soll der Roboter entscheiden, welche Triebe er an welcher Stelle abschneidet. Dabei muss er auch die Regeln des Rebschnitts beachten. Seine Arme sollen sich so bewegen, dass sie nicht mit Spanndrähten oder anderen Hindernissen zusammenstoßen.
Maschinen, die Reben grob vorschneiden, gibt es bereits. Sie berücksichtigen bislang aber nur eingeschränkt, wie die einzelne Pflanze gewachsen ist. Genau das soll der neue Roboter besser können.
Forschende weltweit suchen die Lösung
Auch anderswo arbeiten Forschungsteams an Robotern für den Rebschnitt. Ein amerikanischer Prototyp setzte 2021 rund 87 Prozent seiner Schnitte richtig. Für einen Rebstock brauchte er allerdings mehr als drei Minuten. Inzwischen geht es schneller: Bei Versuchen mit einem anderen System benötigten Forschende 2026 rund anderthalb Minuten pro Rebe. Erfolgreich waren dabei 82 Prozent der Schnitte. Allerdings wurde der Roboter nur an 16 Rebstöcken getestet.
Bis solche Maschinen zuverlässig im Weinberg arbeiten, bleibt also einiges zu tun. Verdeckte Knospen, sich überlagernde Triebe, Spanndrähte und wechselnde Lichtverhältnisse machen es den Robotern schwer, die richtige Schnittstelle zu finden.
Die Zwickauer Projektpartner haben sich deshalb einiges vorgenommen. Sie wollen die Kosten für den Rebschnitt um 30 Prozent senken und bis zu 150 Arbeitsstunden pro Hektar einsparen. Ob sich diese Ziele erreichen lassen, müssen die Versuche erst zeigen.
Neben der Hochschule sind vier Unternehmen beteiligt. Sie entwickeln unter anderem das Kamerasystem, die Steuerung, die Bewegungsplanung der Roboterarme und das Schneidwerkzeug. Das Weingut Schloss Proschwitz bei Meißen bringt die Erfahrung aus dem Weinbau ein und erprobt den Roboter in der Praxis. Das Sächsische Staatsweingut Schloss Wackerbarth in Radebeul unterstützt das Vorhaben als weiterer Partner.
Bis Ende 2028 läuft das Projekt. Gefördert wird es von der Europäischen Union und dem Freistaat Sachsen. Dann soll sich zeigen, ob der Roboter den Winzerinnen und Winzern tatsächlich einen Teil ihrer Winterarbeit abnehmen kann.
