Gärtner-Roboter halbiert Wasserverbrauch

In einem kürzlich von Forschenden der UC Berkeley durchgeführten Experiment konnte ein Roboter mit den Fähigkeiten eines menschlichen Gärtners konkurrieren – hat dabei aber deutlich weniger Wasser verbraucht.

Autor Christian Nathler:

Übersetzung Luisa Ilse, 17.07.23

Es gibt Arbeiten, von denen man im Allgemeinen annimmt, dass sie nicht von Robotern erledigt werden können. Zumindest nicht so gut wie von Menschen. Nehmen wir zum Beispiel die Gartenarbeit. Man würde vermuten, dass das Züchten und Pflegen von Pflanzen die Kompetenz von menschlichen Gärtner*innen erfordert. Das stimmt zwar bis zu einem gewissen Grad, aber dank rasanter technologischer Fortschritte können auch Maschinen heutzutage einen grünen Daumen entwickeln. In einem kürzlich durchgeführten Experiment hat ein Gärtner-Roboter mit einer Kombination aus Mechanik und künstlicher Intelligenz eine Anbaufläche genauso gut gepflegt wie menschliche Gärtner*innen – und dabei den Wasserverbrauch um fast die Hälfte reduziert.

Garten-Roboter auf dem Prüfstand

Im Rahmen des Projekts haben Robotiker*innen der University of California Berkeley einen Garten-Roboter entwickelt und dessen Leistung mit der von professionellen menschlichen Gärtner*innen bei der Pflege eines Polykulturgartens verglichen. Polykulturgärten mit ihrer vielfältigen Mischung aus verschiedenen Pflanzenarten bieten Vorteile wie natürliche Schädlingsbekämpfung, verbesserte Bodengesundheit, größere Artenvielfalt, Wassereinsparung und Widerstandsfähigkeit gegenüber Umweltveränderungen.

Der für das Experiment angelegte Polykulturgarten namens AlphaGarden wurde durch den Garten-Roboter mit der dazugehörigen Software AlphaGardenSim bewirtschaftet. Zwei Monate lang führte der Roboter autonom Aufgaben wie das Einpflanzen von Samen und das Bewässern und Beschneiden von Pflanzen durch. Die Ergebnisse haben gezeigt, dass der Roboter eine ähnliche Pflanzenvielfalt und -bedeckung wie die menschlichen Gärtner*innen erreicht und dabei 44 Prozent weniger Wasser verbraucht. „AlphaGarden hat damit den Turing-Test – einen Test zur Erfassung der Äquivalenz des Denkvermögens zwischen Mensch und Maschine – für die Gartenarbeit bestanden“, so die Forschenden.

Dennoch gibt es Spielraum für Verbesserungen. Sowohl die Kosten für die Entwicklung und Herstellung des Gärtner-Roboters als auch für die Gartensysteme bleiben eine Hürde. Die Forschenden räumen ebenfalls ein, dass die Software verbessert werden muss, um den Wasserverbrauch weiter zu optimieren und zusätzliche Anwendungsmöglichkeiten zu erforschen, beispielsweise für die vertikale Landwirtschaft und die Anwendung bei Nutzpflanzenanbau in Innenräumen.

© UC Berkeley
Der Garten-Roboter erreichte eine ähnliche Pflanzenvielfalt und -bedeckung wie die menschlichen Gärtner*innen, verbrauchte aber 44 Prozent weniger Wasser.

Die Vorteile von Garten-Robotern

Warum aber sollten wir auf maschinelle Gartenpflege setzen? Roboter bieten bei der Gartenarbeit mehrere Vorteile gegenüber dem Menschen. Sie zeichnen sich durch Effizienz, Präzision und der konsequenten Bewältigung von arbeitsintensiven Aufgaben wie Jäten und Pflanzen aus. Außerdem könnte mithilfe von Robotern der Einsatz von Ressourcen wie Wasser und Düngemittel optimiert werden, was zu nachhaltigeren Praktiken führt. Sie eignen sich gut für Großbetriebe und können rund um die Uhr arbeiten, was die Produktivität erhöht. Darüber hinaus minimiert der Einsatz von Robotern die Sicherheitsrisiken für Menschen – man denke an den Umgang mit scharfen Werkzeugen und die Exposition gegenüber potenziell schädlichen Substanzen – und fördert die Zugänglichkeit für Menschen mit körperlichen Einschränkungen. Schließlich hat die robotergestützte Gartenarbeit das Potenzial, den Arbeitskräftemangel in der Landwirtschaft zu beheben und damit die Ernährungssicherheit zu erhöhen.

Die Zusammenarbeit zwischen Menschen und Robotern ist entscheidend

Wichtig zu berücksichtigen ist jedoch, dass menschliches Fachwissen nach wie vor unerlässlich ist und dass nur eine Kombination aus menschlicher und robotergestützter Zusammenarbeit der Schlüssel zu effektiven und nachhaltigen Gartenpraktiken für die Zukunft sein kann. Menschen könnten für den kreativen Weitblick durch ein tiefes Verständnis der Pflanzenbiologie sorgen und gewährleisten so eine fundierte Auswahl geeigneter Pflanzen sowie die Erhaltung der Artenvielfalt. Sie könnten außerdem kompetente Entscheidungen auf der Grundlage der Pflanzengesundheit, der Wachstumsmuster und der Umweltfaktoren treffen.

Roboter hingegen könnten arbeitsintensive und sich wiederholende Aufgaben mit Präzision und Effizienz erledigen. Sie könnten autonom Tätigkeiten wie Pflanzung, Unkrautbekämpfung und Schädlingsbekämpfung durchführen und dabei den Ressourceneinsatz optimieren. Ausgestattet mit fortschrittlichen Sensoren und KI-Algorithmen könnten diese Garten-Roboter Daten sammeln und analysieren und so in Echtzeit Einblicke in den Bodenzustand, den Wasserbedarf und die Pflanzengesundheit geben. Diese Informationen könnten die menschlichen Gärtner*innen wiederum bei der Umsetzung nachhaltiger Praktiken wie Präzisionsbewässerung und gezieltem Nährstoffmanagement unterstützen.

Im Idealfall könnten Menschen und Roboter ein harmonisches Ökosystem schaffen, in dem die Technologie die menschlichen Fähigkeiten erweitert und uns befähigt, Gärten zu kultivieren, die umweltfreundlich, hochproduktiv und im Einklang mit der Natur sind.

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