Arbot - Autonomer Pflanzroboter zur Wiederaufforstung mittels Setzlingen

Projektbeschreibung

Das Vorhaben zielt auf die Unterstützung der Wiederaufforstung und des naturnahen Waldumbaus, um gesunde Mischwälder als CO2-Speicher, Rohstoffquelle und Naherholungsgebiete zu schaffen. Angesichts des Arbeitskräftemangels in der Forstwirtschaft entwickelt das Projekt einen hoch- bis vollautomatisierten Roboter zur Aufforstung. Das Ziel ist die Schaffung eines funktionsfähigen Prototyps (TRL 4-5), der in relevanter Umgebung getestet wird.

Das Institut für angewandte KI und Robotik der Hochschule Kempten (IKR) bearbeitet drei zentrale Arbeitspakete:

1.    Entwicklung des Pflanzmechanismus

-       Entwicklung eines Mechanismus zur Durchführung der Pflanzung

-       Fertigung eines Prototyps

-       Durchführung von Tests und Verbesserungen

2.    Erkennung der Pflanzposition

-       Datenerfassung und -vorverarbeitung, einschließlich Bildsammlung und Datenaugmentierung.

-       Entwicklung eines KI-Algorithmus zur Klassifikation von Pflanzstellen mithilfe selbstüberwachten Trainings und kontrastivem Lernen.

-       Integration in den ROS2-Softwarestack und Validierung durch Feldtests.

3. Task-Planung und Navigation

-       Entwicklung eines Behavior-Tree-basierten Task Planners zur Koordination von Unteraufgaben.

-       Entwicklung eines Trajektorienplanungsalgorithmus unter Berücksichtigung von Lokalisierungs- und Kartierungsgenauigkeit.

-       Integration in ROS2 und Validierung in Simulation und Feldtests.

Diese Beiträge des IKR sind elementare Bausteine für die Entwicklung des geplanten autonomen Pflanzroboters. Durch die Kombination von KI und klassischen Algorithmen aus der Robotik wird der Roboter in der Lage sein, Pflanzstellen zu erkennen und sich in unstrukturierten Umgebungen zu bewegen.

Das Projekt stärkt die biobasierte Wirtschaft und fördert nachhaltige Wertschöpfungsketten für Holz. Die Zusammenarbeit mit der Bayerischen Staatsforsten und weiteren Partnern gewährleistet eine praxisorientierte Entwicklung und Validierung der Technologie.