Roboter ersetzen Hummeln

KFAR MONASCH (inn) – Das israelische Start-up-Unternehmen Arugga bringt erstmals Roboter auf den Markt, die das Summen von Hummeln imitieren. Seinen Sitz hat es in der Ortschaft Kfar Monasch, östlich der Küstenstadt Netanja.

Der Roboter mit dem Namen Polly erzeugt starke Vibrationen, um Pollen von den Blüten zu lösen und sie zu befruchten, damit sie Früchte tragen. Er tut das, was die Hummel schon immer getan hat, aber mit größerem Erfolg. 

Ertrag steigt

Tests in kommerziellen Gewächshäusern in Israel, Finnland, Australien und den Vereinigten Staaten haben gezeigt, dass von Polly bestäubte Tomaten bis zu 5 Prozent mehr Ertrag bringen als solche, die auf herkömmliche Weise von Hummeln bestäubt werden. Im Vergleich zur manuellen Bestäubung ist der Ertrag bis zu 20 Prozent höher. 

Nach Angaben des Unternehmens könnten seine Roboter die Hummeln für die Produktion von Tomaten, Blaubeeren, Kartoffeln und anderen Nutzpflanzen vollständig ersetzen. Polly ist ein autonomer Bodenroboter, der die Reihen von Tomatenpflanzen in Gewächshäusern abfährt, Bilder von jeder Blüte aufnimmt und mit Hilfe künstlicher Intelligenz erkennt, welche Blüten zur Bestäubung bereit sind.

Dann stößt er Luftimpulse aus, um die Vibrationsbestäubung nachzubilden – den heiklen Prozess, bei dem Hummeln Hunderte Male pro Sekunde mit der Mitte ihres Körpers vibrieren, um den Pollen freizusetzen und die Blume zu befruchten. Es funktioniert bei Tomaten und anderen Pflanzen, die sowohl männliche als auch weibliche Teile enthalten.

Der Roboter wurde bereits in Gewächshäusern in Nordamerika, Australien und zuletzt in Finnland beim Produzenten Agrifutura Oy eingesetzt, der auf fast 500.000 Quadratmetern Tomaten anbaut. Die Landwirte leasen die Roboter und zahlen eine monatliche Gebühr pro Hektar. Polly arbeitet derzeit nur mit Tomaten. Aber es gibt Pläne, den Einsatz auf andere Kulturen auszudehnen, die eine Bestäubung durch Vibration erfordern.

Bislang unpraktische Alternativen

Es bestehen Alternativen zu Hummeln in Gewächshäusern, aber sie sind technisch unausgereift und unpraktisch. Einige Landwirte in Australien und Südafrika verwenden elektrische Zahnbürsten, um ihre Pflanzen manuell zu bestäuben. Die australischen Gewächshausarbeiter benutzen häufig elektrische Stäbe, aber das ist sehr zeitaufwändig. 

Hummeln übertragen Krankheiten und sind dafür bekannt, dass sie aus Gewächshäusern entkommen und einheimischen Bestäubern schaden. „Es gibt keinen Grund, Hummeln zu züchten – sie helfen der Umwelt nicht, sie ruinieren sie sogar“, sagt Arugga-Mitbegründer Iddo Geltner. „An Orten, wo sie nicht heimisch sind, sind sie aus Gewächshäusern entwichen und haben die lokale Hummelpopulation zerstört. Das ist in Japan passiert, und deshalb wird in Ländern wie Australien von Hand bestäubt.“

Es gibt auch Hinweise darauf, dass Massenhummeln Krankheiten übertragen, die für wilde Honigbienen schädlich sind. Diese Bestäuber sind für die Erzeugung von Nutzpflanzen, die 90 Prozent der Weltbevölkerung ernähren, unverzichtbar und gehen bereits weltweit in rasantem Tempo zurück. 

Sie übertragen Viren von Blüte zu Blüte, können bei sehr kalten oder heißen Temperaturen nicht arbeiten. Sie sind auch empfindlich gegenüber Pestiziden. Und im Gegensatz zu Robotern können sie nicht überwacht werden, um ihren Bestäubungserfolg genau zu messen. Im Laufe des nächsten Jahres will Arugga seine Roboter auf mehreren hundert Hektar einsetzen, vor allem in Nordamerika, aber auch in Europa und Australien.

Erstmals kommerziell eingesetzt

Es ist nicht das erste Mal, dass Roboterhummeln entwickelt wurden, aber es ist das erste Mal, dass sie kommerziell eingesetzt werden. Wissenschaftler in den USA und im Vereinigten Königreich bauen Mikroroboter von der Größe eines Fingernagels, um zu verstehen, wie sich das Summen auf die Bestäubung auswirkt, aber sie befinden sich noch in der Entwicklung.

Und Forscher an der Harvard-Universität im US-Bundesstaat Massachussetts entwickeln die RoboBee. Dieser völlig autonome Schwarm fliegender Roboter soll für Anwendungen dienen, die über die künstliche Bestäubung hinausgehen, wie zum Beispiel Such- und Rettungsdienste und Überwachung.

Polly ist ein effektiver und zuverlässiger Bestäuber, wird aber auch als Assistent im Gewächshaus entwickelt, der eine Reihe anderer Aufgaben übernimmt. „Die Bestäubung ist unser erstes Produkt, das die Hummeln und die menschliche Arbeitskraft ersetzt, die auf der ganzen Welt die Bestäubung vornehmen“, sagt Geltner. 

Der Gewächshausanbau ist einer der arbeitsintensivsten Sektoren der Landwirtschaft. Tausende von Arbeitern werden durch die Hitze krank, und sie sind ständig der Gefahr von Verletzungen durch gefährliche Geräte und Maschinen ausgesetzt.

Gewächshausanbau automatisieren

Mit jedem Jahr will Arugga weitere Funktionen hinzufügen, um den Roboter zu einem „Schweizer Taschenmesser für Gewächshausarbeiter“ zu machen. Deshalb plant das Unternehmen, den Funktionsumfang des Polly in den kommenden Jahren um das Absenken von Pflanzen, berührungsloses Beschneiden sowie die Erkennung von Schädlingen und Krankheiten zu erweitern.

„Der Polly wird in der Lage sein, die Pflanzen zu überwachen und den Gärtnern zu helfen, den Zustand der Pflanzen zu verstehen, sie zu behandeln und Schädlinge und Krankheiten frühzeitig zu erkennen“, erzählt Geltner. „Wir haben unsere Roboter so konzipiert, dass sie den Gewächshausanbau automatisieren und diese Arbeitsprobleme abmildern.“

Geltner war fasziniert von der Problematik des Einsatzes von Bienen zur Bestäubung von Nutzpflanzen sowie von deren weltweitem Rückgang. Außerdem wollte er eine Veränderung, nachdem er 14 Jahre lang in der Medizintechnikbranche gearbeitet hatte, wo er Technologien für die Brustkrebsoperation entwickelte. Er gründete Arugga, was auf Hebräisch „Blumenbeet“ bedeutet.

Das Projekt befasst sich mit den Problemen der Hummeln, nicht aber mit denen der Honigbienen, die die meisten der von uns verzehrten Pflanzen bestäuben und keine Summenbestäubung verwenden. Kürbisbienen (die Zucchini und Butternusskürbisse bestäuben) und Blattschneiderbienen (die Luzerne, Karotten und anderes Obst und Gemüse bestäuben) werden neben anderen Bienenarten auch kommerziell genutzt.