Laser Weeding

Laser Weeding, also der Einsatz von Lasertechnologie zur Unkrautbekämpfung, gilt als eine vielversprechende, nachhaltige Alternative zu herkömmlichen chemischen Herbiziden. Im Folgenden wird ein detaillierter Überblick über die Technologie, ihre Funktionsweise, Vorteile, Herausforderungen und Zukunftsperspektiven gegeben.

• Präzision: Durch die punktgenaue Fokussierung wird nur das Unkraut behandelt, während Kulturpflanzen geschont werden.
• Reduktion chemischer Mittel: Der Einsatz von Laser Weeding kann den Bedarf an Herbiziden drastisch senken, was sowohl Umweltschonung als auch Gesundheitsschutz begünstigt.
• Nachhaltigkeit: Weniger chemische Rückstände im Boden und in den Pflanzen wirken sich positiv auf die Biodiversität und das Ökosystem aus. Darüber hinaus müssen keine mechanischen Werkzeuge in den Boden eingebracht werden, was sich positiv auf die Bodenhygiene auswirkt.
• Automatisierungspotenzial: Die Integration in autonome Systeme und Digital Farming ermöglicht eine kontinuierliche, präzise Feldbearbeitung bei geringeren Personalkosten.

• Investitionskosten: Die Anschaffung und Integration von Laser Weeding-Systemen erfordert anfangs hohe Investitionen, was insbesondere für kleinere Betriebe eine Hürde darstellen kann.

  Unser Ansatz ist, das Abseits des Lasersystems selbst stark auf bestehende Lösungen gesetzt wird um Kosten zu senken. Beispielsweise setzen wir auf eine externe Wasserkühlung. Daher kann dieser Teil auch vergleichsweise einfach von den Landwirt:innen selbst gewartet oder ausgetauscht werden. 

• Technische Robustheit: Die Systeme müssen robust sein, um den wechselhaften Bedingungen und der Staub- sowie Feuchtigkeitsbelastung im Außenbereich standzuhalten.

  Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, setzen wir auf eine robustes Gehäuse mit IP68 Schutz und einer doppelten Schutzverglasung. Diese ist so ausgelegt, dass sie einfach und schnell auf dem Feld getauscht werden kann. 

• Energiebedarf: Die effiziente Energiezufuhr und -nutzung des Lasers ist entscheidend, um sowohl Wirtschaftlichkeit als auch Umwelteffekte zu optimieren.

  Das von uns eingesetzte Lasersystem basierend auf Diodenlasern bietet diverse Vorteile. Dazu gehören: höhere Effizienz, längere Lebensdauer, und eine generell stark verringerte Baugröße im Vergleich zu C02 Lasern.

• Regulatorische Rahmenbedingungen: Zulassungen und Sicherheitsvorschriften müssen beachtet und gegebenenfalls weiterentwickelt werden, um den flächendeckenden Einsatz in der Landwirtschaft zu ermöglichen.

  Da unser Lasersystem nur ein Teilsystem darstellt, sind wir nicht direkt für den Laserschutz verantwortlich. Unser System stellt jedoch alle Anschlüsse für gängige Maßnahmen wie beispielsweise den Interlock Schutzschaltkreis zur Verfügung.
  Der typische Ansatz verbindet jedoch hauptsächlich Laserschutzvorhänge mit zumindest einer Teilautomation, sodass sich Menschen und Tiere in der Regel nicht in der Nähe der eingeschalteten Lasereinheit aufhalten können.

• Pilotprojekte und Demonstrationsanlagen: Erste Demonstrationssysteme werden in Versuchsfeldern getestet. Dabei werden die technischen Parameter, wie Präzision der Erkennung und Wirksamkeit des Lasers, fortlaufend optimiert.

• Integration in Digital Farming: Die Kombination von Laser Weeding mit modernen Agrartechnologien (Sensorik, Robotik, Big Data, etc.) ist ein Schwerpunkt der aktuellen Forschung. Ziel ist es, automatisierte Systeme zu entwickeln, die in Echtzeit auf die spezifischen Bedürfnisse des Feldes reagieren können.

• Weiterentwicklung der Algorithmen: Fortschritte in der Bildverarbeitung und KI ermöglichen immer präzisere Unkrauterkennung und -differenzierung – ein entscheidender Faktor für den Erfolg von Laser Weeding.

• Laserzerstörschwelle: Pflanzen können deutlich robuster sein als sie aussehen. Daher gilt es auch herauszufinden, welche Pflanzenarten, in welchem Wachstums Stadium, auf welche Weise zu behandeln sind.

• Skalierung und Kostenreduktion: Mit fortschreitender Forschung und zunehmender Marktdurchdringung werden die Kosten sinken, sodass auch kleinere Betriebe von der Technologie profitieren können.

• Verbesserte Energieeffizienz: Neue Entwicklungen in der Laserphysik und bei den optischen Komponenten versprechen effizientere Systeme, die den Energiebedarf weiter senken.

• Integration in bestehende Anbausysteme: Laser Weeding wird voraussichtlich ein integraler Bestandteil moderner, digitalisierter Landwirtschaft werden – als ergänzende Maßnahme zu Präzisionslandwirtschaft und anderen umweltfreundlichen Technologien.

• Erweiterung der Anwendungsspektren: Neben der Unkrautbekämpfung könnten laserbasierte Systeme auch in Bereichen wie Pflanzenschutzdiagnostik und Ertragsprognosen eingesetzt werden.

Laser Weeding repräsentiert einen innovativen Ansatz, um die Unkrautbekämpfung präzise, nachhaltig und chemiefrei zu gestalten.
Trotz hoher Anfangsinvestitionen und technischer Herausforderungen bietet diese Technologie das Potenzial, den ökologischen Fußabdruck der Landwirtschaft zu reduzieren und gleichzeitig die Effizienz und Produktivität zu steigern.
Unserer Ansicht nach wird die fortschreitende Entwicklung der Integration in autonome Systeme dafür sorgen, dass das Laser Weeding in den kommenden Jahren zu einer konkurrenzfähigen Technologie wird.
Besonders das große Potential zur Automatisierung kann dazu beitragen Ausbeute und Menschenhandel zu reduzieren sowie die Kosten zu senken.
Laser Weeding könnte so einen Teil dazu beitragen, eine menschenwürdige, nachhaltige und kosteneffiziente Landwirtschaft zu ermöglichen und das Fortschreiten des Artensterbens zu reduzieren.