Pflückroboter könnten die Zukunft sein

In naher Zukunft werden Roboter das Gemüse pflücken, welches in den Regalen der Supermärkte in ganz Amerika auftaucht.

Die Automatisierungsrevolution, die in der Fabrikhalle angekommen ist, wird ihren Weg in die Agrarindustrie in den USA finden. Ihre erste Station werden wahrscheinlich die Indoor-Farmen sein, die jetzt die USA sprenkeln. 

An der Spitze dieser Roboter-Revolution stehen Unternehmen wie Root AI, ein junges Startup-Unternehmen, das gerade 2,3 Millionen Dollar aufgetrieben hat, um seine erste Linie von Roboterernte- und Farmoptimierungs-Technologien auf den Markt zu bringen.

Root AI konzentriert sich auf die 2,3 Millionen Quadratfuß von Indoor-Farmen, die es derzeit auf der Welt gibt und hofft, dass sie mit zunehmender Anzahl von Farmen, die Indoor-Kulturen anbauen, wachsen werden. Einige Schätzungen von Analysefirmen wie Agrilyst beziffern die geplanten Erweiterungen in der Indoor-Landwirtschaft auf etwa 22 Millionen Quadratfuß (ein Großteil davon in den USA).

Während dies nur etwa 505 Morgen Land sind - ein Bruchteil der 900 Millionen Morgen Ackerland, die derzeit in den USA bewirtschaftet werden - bieten diese Indoor-Farmen enorme Ertragsvorteile gegenüber traditionellen Farmen mit viel geringerem Ressourcenverbrauch. Der durchschnittliche Ertrag pro Morgen in Indoor-Betrieben für Reben wie Tomaten und Blattgemüse ist mehr als zehnmal höher als in Freiland-Betrieben. 

Das Führungsteam von Root AI glaubt, dass ihr Konzept diese Erträge noch steigern kann.

Gegründet von zwei aufsteigenden Stars der Robotikindustrie, dem 36-jährigen Josh Lessing und dem 28-jährigen Ryan Knopf, ist Root eine Erweiterung der Arbeit, die die beiden Männer als frühe Mitarbeiter bei Soft Robotics geleistet hatten, dem Unternehmen, das neue Technologien für das Handling von Robotern entwickelt hat. 

Aus der Forschung des Harvard-Professors George Whiteside hervorgegangen, bestand das Team von Soft Robotics hauptsächlich aus Technologen, die jahrelang Roboter entwickelt hatten, obwohl sie keine formale Ausbildung in der Roboterentwicklung hatten. Knopf, ein lebenslanger Robotiker, der an der University of Pennsylvania studierte, war einer der einzigen Mitarbeiter mit einem traditionellen Robotik-Hintergrund.

„Wir waren die ersten beiden bei Soft, die dort die Kerntechnologie entwickelt haben“, sagt Lessing. "Die Technologie wird stark in der Lebensmittelindustrie eingesetzt.“

Root-AI-Mitbegründer Josh Lessing und Ryan Knopf
Es war radikal anders als die Art und Weise, wie andere Roboterfirmen das sehr knifflige Problem der Nachahmung der Geschicklichkeit der menschlichen Hand angegangen sind. „Aus der Sicht der konventionellen Robotik haben wir alles falsch gemacht und wären nie in der Lage, das zu tun, was ein konventioneller Roboter kann. Am Ende haben wir mit diesen neuen Konstruktionen ein adaptives Greifen geschaffen“, so Lessing. 

Während Soft Robotics weiterhin revolutionäre Arbeit leistet, sahen sowohl Knopf als auch Lessing die Möglichkeit, ihr Wissen dort einzusetzen, wo es dringend benötigt wurde - in der Landwirtschaft. „Die Landwirtschaft steht vor vielen komplizierten Herausforderungen und gleichzeitig brauchen wir viel mehr Nahrung“, sagte Lessing. "Und viele der großen Herausforderungen, denen sich die Landwirtschaft heute stellen muss liegen auf dem Feld, nicht in den Verpackungs- und Verarbeitungsanlagen. Also haben Ryan und ich begonnen, diese neue These darüber zu entwickeln, wie wir künstliche Intelligenz für die Landwirte hilfreich machen können.“

Das erste Produkt von Root AI ist ein mobiler Roboter, der in Indoor-Landwirtschaftsanlagen eingesetzt wird. Er pflückt Tomaten und ist in der Lage, Ernten zu betrachten und ihre Gesundheit zu beurteilen, und führt einfache Operationen wie das Beschneiden von Reben und das Beobachten und Kontrollieren von Reifeprofilen durch, so dass der Roboter die Ernten (zunächst nur von Tomaten) kontinuierlich und effektiver kultivieren kann als der Mensch. 

Die Roboter von Root AI verfügen über mehrere Kameras (eine auf dem Arm des Roboters selbst, die Ansicht des „Werkzeugs“ und eine seitlich des Roboters mit einem festen Bezugsrahmen), um sowohl Farbbilder als auch 3D-Tiefeninformationen zu erfassen. Das Unternehmen hat auch ein maßgeschneidertes neuronales Faltungsnetzwerk entwickelt, um Objekte von Interesse zu erkennen und sie mit Begrenzungsrahmen zu kennzeichnen. Über den Standort der Frucht hinaus verwendet Root AI andere, proprietäre Bildverarbeitungstechniken, um die Eigenschaften der Frucht zu messen (wie die Reife, die Größe und die Qualitätseinstufung). All dies geschieht am Roboter, ohne auf einen Fernzugriff auf ein Rechenzentrum angewiesen zu sein. Und das alles in Echtzeit. 

Werkzeuge wie diese Roboter sind zunehmend hilfreich, wie die Gründer von Root anmerken, da es in den USA einen zunehmenden Arbeitskräftemangel sowohl in der Indoor- als auch in der Outdoor-Landwirtschaft gibt.

Der zunehmende Druck auf die Landwirtschaft macht die robotergestützte Indoor-Landwirtschaft zunehmend zu einer rentableren Produktionsmöglichkeit. Das anhaltende Bevölkerungswachstum und die durch den Klimawandel bedingte Verringerung der Anbauflächen führen dazu, dass Indoor-Betriebe, die bis zu zwanzig Mal so viel Obst und Gemüse pro Quadratfuß produzieren können und dabei bis zu 90% weniger Wasser verbrauchen, äußerst attraktiv werden. 

Lieferanten wie Howling Farms, Mucci Farms, Del Fresco Produce und Naturefresh produzieren bereits eine Reihe von Obst und Gemüse für die Verbraucher, sagte Lessing. „Sie haben die Produktion in der Landwirtschaft auf eine Art und Weise abgestimmt, die für die breitere Gesellschaft von Bedeutung ist. Sie sind viel nachhaltiger und erlauben es Ihnen, Farmen mit städtischen Gebieten in Verbindung zu bringen [und] sie haben ein viel einfacheres logistisches Netzwerk.“

Diese Fähigkeit, Komplexität und Kosten in einer logistischen Lieferkette zu reduzieren, ist ein Segen für Einzelhändler wie Walmart und Whole Foods, die darum konkurrieren, frischere, langlebigere Produkte für Verbraucher bereitzustellen, sagte Lessing. Root AI konnte Firmen wie First Round Capital, Accomplice, Schematic Ventures, Liquid2 Ventures und Half Court Ventures dazu gewinnen, ihre 2,3$ Millionen-Runde zu unterstützen.

Da die globale Erwärmung den Druck auf die Nahrungsmittelproduktion verstärkt, sieht Lessing eine wachsende Nachfrage nach seinen Technologien.

„Auf persönlicher Ebene habe ich Bedenken, wie viel Lebensmittel wir haben werden und wo wir sie herstellen können“, sagte Lessing. „Indoor-Farming konzentriert sich darauf, Lebensmittel überall herzustellen. Wenn Sie Ihre Umwelt kontrollieren, haben Sie die Möglichkeit, Lebensmittel herzustellen. Die Grundbedürfnisse der Menschen zu befriedigen ist eine der einflussreichsten Dinge, die ich mit meinem Leben tun kann.“

Quelle: techcrunch.com

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