Landwirtschaft 4.0 01.02.2019, 07:00 Uhr

Pflanzenfabrik: Indoor-Farm mit Roboter-Gärtnern eröffnet

Das US-Robotikunternehmen „Iron Ox“ hat in der Nähe von San Francisco die erste automatisierte Produktionsstätte für Blattgemüse eröffnet. Die Vision des Unternehmens sind vollkommen autonome Farmen. Sie könnten lokal Obst und Gemüse produzieren und so den Arbeitskräftemangel ausgleichen.

Man sieht einen Roboterarm, der eine Pflanze greift.

Roboter übernehmen schon große Teile der Arbeiten in der Indoor-Farm: Sie setzen die Pflanzen zum Beispiel in größere Hydrokulturschalen, damit sie schneller wachsen.

Foto: Iron Ox

Die automatisierte Pflanzenfabrik ist eine rund 720 Quadratmeter große Innenanlage, die pro Jahr 26.000 Stück Blattgemüse erzeugen soll. Die Pflanzen wurzeln in mineralischen Nährstofflösungen in einem Wasserlösungsmittel, also ohne Boden. Die Anlage ist an die Büros von Iron Ox angeschlossen. Das vom Unternehmen angepeilte Produktionsniveau entspricht dem von typischen Freilandfarmen. Allerdings brauchen diese nach Aussage des Unternehmens oft eine bis zu fünfmal größere Fläche, um die gleiche Menge an Gemüse zu produzieren.

Die kürzlich eröffnete Produktionsstätte ist der erste Schritt der Firma auf dem Weg zur Verwirklichung der Vision von vollständig autonom arbeitenden Farmen. Sie würden aus Sicht des Unternehmens gleich zwei Fliegen mit einer Klappe schlagen: Zum einen könnten die eingesetzten Robotergärtner den Mangel an Feldkräften ausgleichen. Zum anderen garantierten die automatisierten Produktionsstätten lokal frisches Gemüse. Denn sie verbrauchen viel weniger Platz und sind als Innenanlagen weitgehend unabhängig von Wetterkapriolen und Temperaturschwankungen.

„The Brain“ steuert und überwacht Robotergärtner

In der Anlage übernehmen Roboter bereits große Teile der Arbeiten: Sie nehmen zum Beispiel die Pflanzen einzeln und behutsam aus den Hydrokulturschalen und pflanzen sie in größere Kulturschalen, damit sie besser wachsen können. So lässt sich der Gemüseertrag maximieren und die Pflanzen bleiben gesünder. Große weiße Transportroboter bewegen die etwa 360 Kilogramm schweren, mit Wasser gefüllten Tabletts mit Hunderten Gemüsepflanzen durch die Anlage.

Anfangs sei es schwierig gewesen, die einzelnen Maschinen und Roboter richtig zusammenarbeiten zu lassen. „Sie erledigten unterschiedliche Aufgaben, waren aber nicht in eine Produktionsumgebung integriert“, sagt Mitbegründer Brandon Alexander. Iron Ox hat deswegen eine Software mit dem Namen „The Brain“ entwickelt, die die Zusammenarbeit der Maschinen steuert und koordiniert. The Brain wacht über die Indoor-Farm und die Roboter. Auch wichtigen Werte für das Wachstum der Pflanzen behält die Software im Auge, zum Beispiel die Stickstofflevel und die Temperatur.

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Aktuell unterstützen noch 15 menschliche Arbeiter die Aussaat und die Verarbeitung der Gemüseernten. Das Unternehmen plant jedoch, auch diese Schritte zu automatisieren. Iron Ox verhandelt aktuell mit lokalen Restaurants und Lebensmittelhändlern. Sie sollen Abnehmer für das Blattgemüse werden. Bis es soweit ist, versorgt die Indoor-Farm die Unternehmensmitarbeiter mit Blattgemüse – an der unternehmenseigenen Salatbar.

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Autonome Farmen für die Stadt

Gemüse könne so auch verstärkt in der Nähe von Städten oder in Städten selbst angebaut werden, davon ist Firmenmitbegründer Alexander überzeugt. Autonome Indoor-Farmen könnten Lebensmittelhändlern, Supermärkten und Restaurants durch die lokale Anbindung frischeres Gemüse liefern. Denn es muss nicht Tausende Kilometer transportiert werden. Wichtig für den Erfolg des Start-ups: Die Gemüsepreise müssen mit denen der traditionellen Konkurrenten mithalten können.

Denn das Problem bei der autonomen Indoor-Farm seien die anfänglich hohen Investitionskosten, sagt Yiannis Ampatzidis von der University of Florida. Kleine Pflanzenzuchtbetriebe könnten sich das nicht leisten, so dass sich die Schere zwischen ihnen und großen Landwirtschaftsunternehmen vergrößere. Mangels finanzieller Mittel bleibt ihnen der Zugang zu den neuen Technologien verwehrt. Dennoch hält er die automatisierte Indoor- und Outdoor-Landwirtschaft für notwendig, um vor allem das Problem des Arbeitskräftemangels zu lösen.

Indoor-Farmen auch in Europa

Auch in Europa wird an der Entwicklung von Indoor-Farmen gearbeitet: So betreibt die Uni s‘Hertogenbosch in der Nähe von Venlo (Niederlande) zusammen mit verschiedenen Unternehmen eine Versuchsanlage namens „Brightbox“. Von außen sieht sie aus wie eine fensterlose Lagerhalle, aber innen wachsen Pflanzen auf 7 Etagen. Die vertikale Bauweise vervielfacht hier die Anbaufläche. Wegen der Etagen müssen die Pflanzen mit LED-Licht künstlich beleuchtet werden. Hier wachsen Salate, Radieschen und Kräuter, die – wie bei Iron Ox auch – in einer Nährstofflösung wurzeln. Auch das vertikale Gewächshaus soll langfristig zu einer vollautomatischen Pflanzenfabrik werden, in der Roboter das „Gärtnern“ übernehmen. Vor sechs Jahren galt das Konzept noch als Zukunftsvision, wie der Artikel „Vertical Farms“: Wolkenkrater mit Obst und Gemüse aus dem Jahr 2012 zeigt.

Heute passen die Indoor-Farmen egal welcher Fasson gut ins Konsumentenbild.  Da es nämlich geschlossene Systeme sind, müssen kaum Pestizide verwendet werden, denn Schädlinge kommen gar nicht erst hinein. Weltweiter Vorreiter bei den Indoor-Farmen ist Japan: Seit dem Atomunfall von Fukushima schätzen solvente Japaner den zwar (noch) teuren, dafür aber garantiert unverstrahlten Salat aus Pflanzenfabriken.

 

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Ein Beitrag von:

  • Thomas Kresser

    Thomas Kresser ist Biologe und ausgebildeter Journalist. Er arbeitet unter anderem für das VDI Technologiezentrum, das Medizinportal NetDoktor, die Ärzteplattform Esanum und die Bauer Media Group. Thomas Kresser war Chefredakteur/stellv. Chefredakteur von DocCheck, Lifeline, Medscape und Onmeda. Er ist Gründer und Gesellschafter von ContentQualitäten. Seine Schwerpunkte: Biowissenschaften, Medizin, Nachhaltigkeit, Klimaschutz, Digital Health

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