Am Bodensee arbeiten mehrere Forschungsverbünde daran, die Apfelernte weitgehend zu automatisieren. Ein Ernteroboter soll reife Früchte erkennen, ohne Druckstellen greifen und in Kisten ablegen, während ein zweites System die gesamte Plantage sensorisch vermisst. Beteiligt sind Hochschulen aus Oberschwaben, spezialisierte Maschinenbauer und ein Obsthof, der seit Jahren als Testfläche dient. Der angestrebte Takt liegt im Sekundenbereich und zeigt, wie weit die Technik inzwischen gekommen ist.
Der Obstbau gehört zu den letzten großen Bereichen der Landwirtschaft, in denen die entscheidende Arbeit noch fast vollständig von Hand erledigt wird. Getreide, Mais und Zuckerrüben werden seit Jahrzehnten maschinell geerntet, weil die Frucht robust ist und ein einheitlicher Schnitt genügt. Ein Apfel dagegen sitzt an einem Stiel, ist druckempfindlich, hängt in wechselnder Höhe und reift innerhalb desselben Baumes ungleichmäßig. Jeder Griff muss deshalb einzeln geplant werden. Am Bodensee wurden im Jahr 2024 rund 246.700 Tonnen Äpfel geerntet. Bei einem durchschnittlichen Fruchtgewicht von etwa 200 Gramm entspricht das ungefähr 1,2 Milliarden einzelnen Pflückvorgängen in einer einzigen Region und einer einzigen Saison. Diese Größenordnung erklärt, warum der Fachkräftemangel in der Branche so unmittelbar durchschlägt und warum die Agrarrobotik hier seit Jahren als naheliegende, technisch aber ausgesprochen anspruchsvolle Antwort gilt.
Damit ein Roboter überhaupt eine Chance hat, muss sich zunächst die Plantage ändern. Klassische, frei ausladende Obstbäume sind für Maschinen kaum zugänglich, weil Früchte verdeckt hängen und der Greifarm keinen kollisionsfreien Weg findet. Moderne Anlagen setzen deshalb auf die sogenannte Fruchtwand, eine schmale, flächige Erziehungsform, bei der die Bäume dicht in Reihen stehen und die Früchte weitgehend in einer Ebene hängen. Für die Bildverarbeitung ist das ein enormer Vorteil, denn Position, Größe und Reifegrad lassen sich aus wenigen Kameraperspektiven zuverlässig bestimmen. Hinzu kommt, dass sich der Ertrag pro Hektar bei dieser Bauweise besser steuern lässt. Wie stark äußere Bedingungen die Erträge insgesamt verschieben, zeigen Analysen, nach denen der Klimawandel die Ernten der Landwirtschaft regional sehr unterschiedlich beeinflusst und Planungssicherheit damit zunehmend zur Rechengröße wird.
Im Projekt DigitAL AgraSys fährt auf dem Obsthof Bernhard in Kressbronn am Bodensee bereits eine Roboterplattform auf Raupenketten durch die Reihen. Ihre Aufgabe ist zunächst nicht das Pflücken, sondern die vollständige Erfassung des Bestandes. Das System bestimmt Reifegrad, Größe, Position und Anzahl der Früchte und baut daraus ein digitales Abbild der Plantage auf. Verantwortlich für die Bildverarbeitung ist ein Team der Hochschule Ravensburg-Weingarten um Jörg Eberhardt, dessen Fachgebiet maschinelles Sehen, Optik und dreidimensionale Erfassung umfasst. Das Team hat dafür komplette Vegetationsperioden von der Blüte bis zur Ernte über zwei Jahre hinweg aufgezeichnet. Gefördert wird das Vorhaben vom Bundeswirtschaftsministerium mit mehr als einer halben Million Euro. Perspektivisch sollen sich die Daten über eine Virtual-Reality-Brille direkt in der Plantage abrufen lassen, sodass der Betriebsleiter Reife und Ertrag jederzeit einsehen kann.
Parallel dazu verfolgt der Verbund AnnA, kurz für autonome Ernte und Ausdünnung, die eigentliche Pflückaufgabe. Beteiligt sind unter anderem ein Team der Dualen Hochschule Baden-Württemberg in Ravensburg um Thomas Dietmüller mit Expertise in Sensorik, Bahnplanung und Laboraufbau sowie das Unternehmen InMach Intelligente Maschinen, das die Hardware konstruiert. Die Erkennung der Früchte übernimmt eine Künstliche Intelligenz, die aus Kamerabildern reife von unreifen Äpfeln unterscheidet. Rechnerisch soll der Ernteroboter alle sechs Sekunden einen Apfel greifen und ablegen. Entscheidend ist dabei nicht allein die Geschwindigkeit, sondern die Schonung der Frucht, denn bereits leichte Quetschungen mindern Lagerfähigkeit und Handelsklasse erheblich. Dass Maschinen inzwischen auch grobe Bauaufgaben eigenständig bewältigen, zeigt der Maurerroboter Hadrian X, dessen Prinzip sich in der Präzisionsanforderung allerdings deutlich vom Obstbau unterscheidet.
Ein flächendeckender Einsatz ist trotz der Fortschritte noch nicht in Sicht. Nach Angaben der beteiligten Forscher soll der Roboter im Jahr 2027 bei Pilotkunden im Dauerbetrieb laufen, also außerhalb der kontrollierten Bedingungen eines Forschungsprojekts. Bis dahin sind mehrere Probleme zu lösen. Dazu zählen wechselnde Lichtverhältnisse, Regen und Staub, die Kameras und Sensoren beeinträchtigen, sowie die Frage, wie zuverlässig das System zwischen Frucht, Blatt und Ast unterscheidet. Auch die Wirtschaftlichkeit ist offen, denn ein solcher Roboter muss sich gegen saisonale Arbeitskräfte rechnen und über viele Jahre wartungsarm laufen. Für kleinere Betriebe dürfte sich die Anschaffung zunächst kaum lohnen, weshalb Lohnverfahren und gemeinschaftliche Nutzung diskutiert werden. Weitere Entwicklungen aus dem Feld der Roboter zeigen, dass der Weg vom funktionierenden Prototyp zum robusten Serienprodukt regelmäßig länger dauert als zunächst angenommen.