Pflanzenanbau: Ein Gartenroboter mit Profiqualitäten

Roboter AlphaGarden kümmert sich um Pflanzen

Im Hause Landgard kutschiert seit Neuestem ein Roboter massenhaft CC-Karren durch die langen Verladehallen. Bei Gardena gibt es seit 2023 smarte Pumpen mit Bluetooth-Funktion – ist es dann nicht auch denkbar, dass ein Roboter für die heimische Gartenarbeit eingesetzt wird? „Ja“ sagen Forschende der University of California in Berkeley. Sie haben ein Robotersystem erschaffen, das auf den Namen AlphaGarden hört. Das smarte System erkennt automatisch, welche Hebel in Bewegung gesetzt werden müssen, um ein ideales Pflanzenwachstum zu erzielen. Der digitale Gärtner basiert auf dem kommerziellen Gartenrobotersystem FarmBot – ein Open-Source-Projekt, das laut seiner Hersteller „eine offene und zugängliche Technologie zu schaffen, die jedem hilft, Lebensmittel anzubauen und Lebensmittel für jeden anzubauen“. Die Wissenschaftler der University of California haben den FarmBot mit einer selbst entwickelten Software namens „AlphaGardenSim“ ausgestattet, die dem Gartenroboter sagt, was er zu tun hat. Im Praxistest glänzte der AlphaGarden mit gärtnergleichen Fähigkeiten, ohne dass ein Mensch ihn dabei unterstützte. So umfasst das System etwa eine hochauflösende Kamera sowie Sensoren, die die Bodenfeuchtigkeit messen.

Der direkte Gartenvergleich: Mensch gegen Maschine

Im Test erledigte der AlphaGarden die ihm aufgetragene Gartenarbeit beinahe vollständig automatisiert und kümmerte sich um das gesamte Prozedere: Von der Aussaat, über die Bewässerung bis hin zum Pflanzenschnitt. Um einen direkten Vergleich zu haben, legten die Forschenden zwei Anbauflächen direkt nebeneinander an. Beide Seiten sind daraufhin mit dem gleichen Saatgut bestückt worden – genauer: mit Polykulturen. Die Vielfalt der Pflanzen mit ihren jeweils ganz eigenen Bedürfnissen bedeutet für den Gärtner einen erhöhten Arbeitsaufwand. Ein solcher kümmerte sich im Anschluss zwei Monate lang um eine Seite der Anbaufläche, der AlphaGarden um die andere. Sowohl die professionellen Gärtner als auch ihre maschinelle „Konkurrenz“ pflegten in den acht Wochen rund 32 verschiedene Pflanzenarten: Mangold, Rucola, Kopfsalat, Grünkohl und Koriander. Das Ganze wiederholten die Wissenschaftler, mit dem Unterschied, dass AlphaGarden die Aussaat der Pflanzen entsprechend dem unterschiedlichen Wachstumstempo zeitlich anpassen durfte. Dadurch erhielten langsamer wachsende Pflanzen einen zeitlichen Vorsprung. Der Großteil des Pflanzenschnitts wurde automatisch durchgeführt, die Gärtner griffen nur ein, wenn das Schneidesystem der Roboter nicht weiterkam. In solchen Fällen schnitten die Menschen die Pflanzen gemäß den Anweisungen des Robotersystems.

Gartenroboter spart 44 Prozent Wasser ein

Am Ende stand fest, dass der Roboter gleich gute Gartenarbeit geleistet hat wie die Profis. Mehr noch: Er benötigte weniger Wasser, rund 44 Prozent weniger als die Gärtner, das waren auf den gesamten Zeitraum von zwei Monaten mehrere hundert Liter Wasser. Nun soll der AlphaGarden verbessert werden, um den Wasserverbrauch weiter zu optimieren. Trotzdem erklärten die Forschenden, dass ein solches System für gewöhnliche Hausgärten zu kostspielig sei. Im Vergleich dazu ist menschliche Arbeit kostengünstiger. Die Lösung der Wissenschaftler für dieses Problem ist jedoch recht einfach: Sie installieren Kameras über dem Garten und ergänzen sie mit Sensoren. Der Mensch würde dann gemäß den Anweisungen vom AlphaGarden arbeiten und das das Gießen und Beschneiden der Pflanzen selbst übernehmen.