Verbundprojekt: Entwicklung von adaptiven Beschneidungsrobotern für den nachhaltigen Weinbau; Teilvorhaben: Roboter Lernen und Sim2Real Transfer für den autonomen Rebschnitt

Die Weinerzeugung ist ein wichtiger Wirtschaftszweig in Europa, der einen bedeutenden Teil des Weltweinmarktes ausmacht. Der Sektor steht jedoch vor Herausforderungen wie Nachhaltigkeitsproblemen und Arbeitskräftemangel, die sowohl in Europa als auch in Japan verbreitet sind. Der Rebschnitt ist ein wichtiges Verfahren im nachhaltigen Weinbau, entscheidend für Krankheitsmanagement, Ertragskontrolle, Qualitätssteigerung und Ressourceneffizienz. Gleichzeitig ist der Prozess arbeitsintensiv und erfordert ein hohes Maß an Fachwissen, da optimale Ergebnisse nur durch das gezielte Entfernen unerwünschter oder kranker Triebe erzielt werden können. Das Verbundprojekt DEMETER verfolgt das Ziel, einen adaptiven Beschneidungsroboter für den nachhaltigen Weinbau zu entwickeln, der die Effizienz steigert und die Abhängigkeit von Arbeitskräften reduziert. Kernbereiche umfassen die Simulation virtueller Weinberge, KI-gestützte Wahrnehmung für präzise Schnittregionen, VR-basierte Teleoperation und sensorbasierte Steuerung mobiler Manipulatoren. Das Teilvorhaben der TU Darmstadt konzentriert sich auf die Entwicklung von Methoden des Robot Learning, um Beschneidungsstrategien aus Expertendaten zu erlernen, diese durch Verstärkungslernen zu optimieren und mittels Sim2Real-Methoden sowie Curriculum Learning erfolgreich aus der Simulation in reale Szenarien zu übertragen. Die Umsetzung dieses Projekts wird eine deutliche Reduzierung des manuellen Arbeitsaufwands ermöglichen, während gleichzeitig die Präzision des Rebschnitts verbessert und die allgemeine Gesundheit sowie Produktivität der Weinberge gesteigert werden. Dadurch setzt DEMETER neue Maßstäbe in der Agrarrobotik und fördert nachhaltige landwirtschaftliche Praktiken. Darüber hinaus können die entwickelten Technologien mit entsprechender Anpassung auf weitere Obstkulturen und agrarwirtschaftliche Anwendungen ausgeweitet werden.