Robo-Greifer für die Präzisionslandwirtschaft
Über das Projekt von Forschern der Cornell University melden applizierte Sensoren den Zustand
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Robo-Greifhand: Dieser appliziert Sensoren und Wirkstoffe (Foto: Savan DeSouza, cornell.edu) |
Ithaca (pte004/13.06.2025/06:15)
Mit einer sanften Robo-Greifhand von Forschern der Cornell University rückt die intelligente Landwirtschaft ein Stück näher. Das Gerät kann Blätter von Nutzpflanzen vorsichtig greifen, um Sensoren einzupflanzen oder genetisches Material zu injizieren, das beispielsweise gegen bestimmte Schädlinge schützt. Die Sensoren melden den Zustand der jeweiligen Pflanze: Droht sie zu verdursten, fehlt ihr Dünger oder beginnen Schädlinge sich einzunisten.
Der Landwirt kann dann unverzüglich und gezielt eingreifen. Bisher versprüht er etwa Pflanzenschutzmittel auf Verdacht und damit oft überflüssigerweise. Mit den integrierten Sensoren und der gezielten Injektionen von Wirkstoffen spart der Bauer Geld, schont die Umwelt und verbessert überdies seine Ernten.
Einzelne Pflanzen im Visier
"Pflanzen reagieren wie Menschen unterschiedlich auf ihre Umgebung. Die Präzisionslandwirtschaft ist ein Versuch, immer näher an eine Intervention auf Einzelpflanzenebene und den sie umgebenden Boden heranzukommen", so Forscher Robert F. Shepherd. Zur Demonstration hat das Team den Greifer verwendet, um zwei Arten von Sonden zu platzieren.
Die erste, "AquaDust", ist ein winziges Gelpartikel, das bei Wassermangel fluoresziert. "RUBY", die zweite Sonde, ist ein genkodierter biologischer Reporter, der an den Stellen, an denen eine genetische Transformation innerhalb der Pflanze stattfindet, eine rote Pigmentierung hervorruft. Die Farbänderungen können per Augenschein oder mithilfe einer Drohne erfasst werden, die den jeweiligen Acker regelmäßig überfliegt.
Auf für empfindliche Gewächse
"Mit AquaDust können wir den Wasserstress im Inneren eines Blattes sehen", ergänzt Mehmet Mert Ilman, der bei Shepherd promoviert hat und nun an der Manisa Celal Bayar Universität arbeitet. "In ähnlicher Weise können wir durch die Injektion eines Bakteriums, das den Injektionsbereich mit RUBY-Reportergenen transformiert, sehen, dass dieser Teil des Blattes eine genetische Transformation erfahren hat."
Der Greifer gibt Materialien gleichmäßiger ab als Menschen es vermögen und verursacht geringe bis gar keine Schäden, heißt es. Die Technik ist eine Verbesserung herkömmlicher manueller Methoden wie der Vakuuminfiltration, bei der Flüssigkeiten mit niedrigem Luftdruck in das Pflanzengewebe gepresst werden, oder Nadelinjektionen, die Blätter verletzen können, arbeitsintensiv sind und bei zähen Pflanzenarten oft versagen. Das ist besonders wichtig für empfindliche Pflanzen wie Salat, Gemüse, Beerensträucher und Blumen.
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