Spotsprayer Rumex RXF600 und RXF900: Nur selektiv spritzen
Dank schneller Kameras und KI sprühen die Düsen der Spotsprayer von Rumex nur dort, wo unerwünschte Pflanzen wachsen. Wir haben die RXF600 gefahren und stellen die neue RXF900 vor.
Anders als die Spotspray-Geräte von Wettbewerbern werden die Rumex-Pflanzenschutzspritzen RFX600 und RFX900 im Frontanbau gefahren. Und für eine störungsfreie Pflanzenerkennung brauchen die Kameras an dem Gestänge keine Haube. Ihre KI-gestützte Bildauswertung kann sich an wechselnde Lichtverhältnisse wie Schatten oder grelles Sonnenlicht anpassen.
Gleichzeitig hat der Verzicht auf eine Einhausung einen weiteren Vorteil: Der Fahrer sieht während des Einsatzes, wie das Spotspraying-System arbeitet und ob es z. B. beim Einsatz im Grünland Ampferpflanzen richtig erkennt. Bei Bedarf kann er den Prozess optimieren.
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Anders als die Spotspray-Geräte von Wettbewerbern werden die Rumex-Pflanzenschutzspritzen RFX600 und RFX900 im Frontanbau gefahren. Und für eine störungsfreie Pflanzenerkennung brauchen die Kameras an dem Gestänge keine Haube. Ihre KI-gestützte Bildauswertung kann sich an wechselnde Lichtverhältnisse wie Schatten oder grelles Sonnenlicht anpassen.
Gleichzeitig hat der Verzicht auf eine Einhausung einen weiteren Vorteil: Der Fahrer sieht während des Einsatzes, wie das Spotspraying-System arbeitet und ob es z. B. beim Einsatz im Grünland Ampferpflanzen richtig erkennt. Bei Bedarf kann er den Prozess optimieren.
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Drei Farbkameras mit schellen Grafikprozessoren und hoher Bildauflösung filmen den Bestand.
(Bildquelle: Luetke Hockenbeck)
Die KI-basierte Bildverarbeitung kann Ampfer von anderen Arten wie Klee, Hahnenfuß oder Wegerich unterscheiden.
(Bildquelle: Luetke Hockenbeck )
Rumex verwendet für die Pflanzenerkennung schnelle, hochauflösende Kameras. Sie nehmen pro Sekunde 120 Echtfarbbilder mit 1.920 x 1.200 Pixel Auflösung auf. Zum Vergleich: Das menschliche Auge nimmt nur 60 Bilder pro Sekunde wahr. Dank des leistungsfähigen und in der Kamera integrierten Grafikprozessors wertet die KI-gestützte Bildverarbeitung die aufgenommenen Videos in Echtzeit aus. Für den Verarbeitungsprozess stückeln die Kameras die Videos in 20 Sekunden lange Sequenzen. Die Bildverarbeitung schneidet aus diesen Sequenzen Bilder heraus, und die KI analysiert diese.
KI trainieren mithilfe von Fotos
Die Fotos kann Rumex auch nutzen, um die KI seiner Pflanzenerkennung weiter zu trainieren oder für neue Arten anzulernen. Ohne das Training kann die KI nämlich nicht wissen, wie sich beispielsweise Ampfer von Gräsern oder von anderen zweikeimblättrigen Pflanzen wie Breitwegerich, Löwenzahn oder Klee unterscheidet. Die Kameras sind mit 256 GB SSD-Speicherkarten ausgestattet. Somit können sie eine größere Anzahl Videos zwischenspeichern. Zum Auslesen der Daten können die Kameras die Daten per Funk an den Router auf der Spritze übertragen.
Um die KI anzulernen, sehen sich Mitarbeiterinnen die Fotos an und markieren darin die gefundenen Unkrautarten. Danach analysiert ein neuronales Netz, ähnlich wie ein Gehirn es tun würde, die markierten Fotos. Die daraus gewonnenen Informationen nutzt die KI in den Kameras anschließend für die Echtzeitauswertung der Fotos während des Spotsprayer-Einsatzes. Die Phase des Anlernens für neue Unkrautarten dauert bis zu einer Woche.
Spotsprayer von Rumex arbeitet mit drei Kameras für 90 Düsen
Die mit drei KI-Kameras ausgestattete Rumex RXF600 hat 6 m Arbeitsbreite, unterteilt in Gestänge-Abschnitte mit 2 m Breite. Insgesamt ist der Spotsprayer mit 90 Düsen bestückt, also 30 Düsen pro 2-m-Teilbreite. Der Düsenabstand beträgt 7 cm.
Damit sich die Sprühfächer der 15°-Flachstrahldüsen nicht überschneiden, sind sie etwas schräg montiert. Die Spotspray-Düsen sind für den nötigen Tropfstopp mit chemikalienresistenten Dichtungen versehen. Zum Sprühen von bis zu 6 mal 6 cm kleinen Spots öffnen und schließen die Magnetventile in Bruchteilen von einer Sekunde. Bis zu 12 km/h Fahrgeschwindigkeit sind daher möglich. Bei 5 bar Spritzdruck bringt jede Düse 200 ml/min aus.
Elektrisch autark dank eigener Lichtmaschine
Angebaut wird das Gerät am Dreipunkt des Frontkrafthebers. Außerdem muss der Traktor mit einer Frontzapfwelle ausgestattet sein. Diese treibt eine Lichtmaschine an, die auf dem Gerät montiert ist und den erzeugten Strom in eine ebenfalls zusätzlich mitgeführte Batterie einspeist. So ist die Rumex RXF600 unabhängig von der Stromversorgung des Traktors. Die Hydraulikanschlüsse des Traktors bleiben hingegen ungenutzt. Das Gestänge wird mit per Hydraulikaggregat elektrohydraulisch ein- und ausgeklappt, das auf dem Gerät integriert ist.
Das Tablet für die Bedienung ist per WLAN mit der Gerätesteuerung verbunden.
(Bildquelle: Luetke Hockenbeck )
Eine Batterie auf dem Gerät stellt die Stromversorgung der Elektronik sicher.
(Bildquelle: Luetke Hockenbeck)
Ein Gurt verhindert beim Transport ein ungewolltes Ausklappen des Gestänges.
(Bildquelle: Luetke Hockenbeck )
Der Brühetank der RXF600 fasst 200 l. Außerdem gibt es einen Wassertank, in welchem sich 30 l Frischwasser zum Spülen des Systems mitführen lassen. Für das Spülen des Leitungssystems und der Düsen startet der Fahrer ein automatisches Reinigungsprogramm.
Bedient wird der Spotsprayer am Tablet, das im Lieferumfang enthalten ist. Wer möchte, könnte die Spritzen-Bedienung auch per Smartphone-App vornehmen. Die Verbindung erfolgt über Wlan. Eine Kommunikation über Isobus hat Rumex bisher nicht vorgesehen.
Nur abgesenkt arbeitsbereit
Auf dem Feld löst der Fahrer den Gurt der Transportsicherung, klappt das Gestänge aus und senkt das Gerät auf vier Stützräder ab. Gefahren wird dann in Schwimmstellung. Die Räder führen den Spritzbalken in 40 cm Höhe über dem Boden. Eine Höhenverstellung für das Gestänge gibt es an der RXF600 nicht. Erst wenn die Magnetsensoren an den Stützrädern melden, dass diese Bodenkontakt haben, ist der Spotsprayer einsatzbereit und die Bildverarbeitung startet. Eine grüne Kontrollleuchte zeigt die Betriebsbereitschaft. Sobald das Gerät z. B. beim Wenden ausgehoben wird, schaltet sie von grün auf rot um.
Gefederte Stützräder halten die Spritze auf Arbeitshöhe. Sensoren überwachen das korrekte Absenken des Geräts.
(Bildquelle: Luetke Hockenbeck)
Die Position von jeder Düse ist der Steuerung bekannt. Über CAN-Bus erhalten die Magnetventile Befehle.
(Bildquelle: Luetke Hockenbeck )
Die farbige Leuchte zeigt an, ob die intelligente Spritze einsatzbereit ist.
(Bildquelle: Luetke Hockenbeck)
Vor dem Start werden alle Düsen einmal durchgetaktet. So kontrolliert das System, ob jede Düse spritzt. Sollte ein Düsenmagnetventil defekt sein, zeigt das Tablet eine Fehlermeldung. Und da jede Düsenposition ihre eigene Kennung im CAN-Bus der Spritze hat, lässt sich der betreffende Düsenstock leicht finden und austauschen. Ebenso zeigt das Tablet eventuell auftretende Fehler von Kameras oder Jobrechnern an. Handelt es sich um softwarebedingte Fehler, so kann Rumex sie per Fernwartung beheben.
Schnelle Reaktion
Während des Einsatzes filmt jeweils eine senkrecht nach unten schauende Kamera pro Teilbreite den Bestand. Die Sichtbereiche der drei Kameras überlappen sich dabei nicht. In Fahrtrichtung erfassen die Kameras rund 1,50 m.
Hat die KI wie bei unserem Einsatz auf Grünland Ampfer erkannt, gibt sie ein Signal an den zur Teilbreite gehörenden Jobrechner. Dieser erteilt daraufhin den Befehl, die Düsenmagnetventile exakt über der Zielpflanze zu öffnen und danach wieder zu schließen. Bei unserem Einsatz hat das gut funktioniert.
Die Kamerabilder sieht Fahrer am Display des Tablets nicht. Ob der Spotsprayer so arbeitet wie gewünscht, ist während der Fahrt nicht ganz so leicht zu erkennen. Besser ist, zwischendrin einmal abzusteigen, um nachzuschauen: Welche Pflanzenarten sind benetzt? Und wurden die unerwünschten Ampferpflanzen ausreichend von den Sprühspots getroffen?
Schwellenwert änderbar
Am Tablet stellt der Fahrer einen Schwellenwert für die Pflanzenerkennung ein, um das System an die Gegebenheiten des jeweiligen Feldes anzupassen. Der Einstellbereich reicht von 1 bis 100. Bei einem niedrigen Wert wird akzeptiert, dass das System unter Umständen die eine oder andere Nicht-Ampferpflanze für Ampfer hält. Und umgekehrt sind bei einem hohen Schwellenwert die Entscheidungskriterien strenger. Möglicherweise wird dann aber nicht jeder Ampfer als solcher erkannt. Wird ein selektives Herbizid ausgebracht, kann der Schwellenwert durchaus etwas toleranter eingestellt werden.
Rund 80 bis 95 % des Mittels können laut Rumex durch die Einzelpflanzenbehandlung im Vergleich zu einer Flächenbehandlung eingespart werden. Der Aufwand ist selbstverständlich abhängig vom Ampferbesatz der Fläche.
Weitere Arten in Planung
Der Anschaffungspreis für die RXF600 beträgt rund 62.700 Euro ohne Mehrwertsteuer. Aktuell kann das System auf dem 6 m breiten Spotsprayer nur Ampfer erkennen. Der intelligente Spotsprayer von Rumex ist daher hauptsächlich für den Einsatz auf Grünland geeignet. Zukünftig soll es für die RXF600 eine Auswahl auch für andere Unkrautarten geben, z. B. für Herbstzeitlose, Distel oder Jakobskreuzkraut.
Was uns sonst noch auffiel:
Die Firma Rumex (lateinisch „Ampfer“) wurde im Jahr 2020 gegründet und erhielt damals eine Start-up-Förderung vom Land. Heute hat Rumex 5 Mitarbeiter plus 6 Teilzeitangestellte, die im Homeoffice die KI trainieren.
Über 140 Maschinen hat Rumex bereits im Einsatz.
Das System dokumentiert, wie viel Fläche und wie viele Pflanzen behandelt wurden und wie viele Mittel verbraucht wurde.
Es gibt einen Rammschutz vor den Düsen.
Die Spritzbalken sind schwingend gelagert.
Damit die Kameras nicht überhitzen, leiten Kühlpads im Gehäuse und Kühlrippen außen am Gehäuse die entstehende Wärme der Prozessrechner ab.
Fazit
Die RXF600 von Rumex ist eine intelligente Pflanzenschutzspritze für die selektive Bekämpfung von Ampfer auf Grünland. Der Frontanbau ermöglicht die Echtzeiterkennung, ohne dass zuvor mit Traktorrädern über Pflanzen gefahren wurde.
Durch den engen Düsenabstand kann der Spotsprayer kleine Flächen von nur 6 mal 6 cm behandeln. Die Grafikprozessoren in den Kameras und die Jobrechner sind schnell genug, so dass die Magnetventile nach unserem ersten Eindruck passend öffnen und schließen.
Aktuell trainiert Rumex die KI für die Erkennung weiterer Pflanzenarten. Und ab dem Frühjahr soll die 9-m-Version RXF900 für den Acker- und Gemüsebau verfügbar sein. Dieser Spotsprayer wird im ersten Schritt für die Bekämpfung von Durchwuchskartoffeln einsetzbar sein.
Rumex RXF900
Im Frühjahr 2025 soll die neue 9 m breite Version RXF900 in Serie gehen. Sie ist für den Einsatz im Acker- und Gemüsebau vorgesehen. Die ersten Prototypen laufen bei Zwiebelanbauern in Neuseeland und den Niederlanden. Das KI-basierte System erkennt hier die Kulturpflanze und alles sonstige Grüne auf der Fläche. Die RXF900 behandelt im Spotspraying-Verfahren alle Nicht-Kulturpflanzen. Die Abstände der Reihen sind dabei bekannt. Aktuell können so Durchwuchskartoffeln in Zwiebeln, Karotten oder Zuckerrüben bekämpft werden.
Erstmals vorgestellt hatte Rumex ihren neuen Spotsprayer im Herbst 2024 auf der Landtechnikmesse Agrotechniek in den Niederlanden. Dort erhielt sie zwei Innovationspreise, eine Fachjury vergab für die neue Technik Platz zwei und eine Publikumsjury den ersten Platz.
Zur Unkrauterkennung nutzt die RXF900 sechs Kameras — zwei pro Teilbreite. Außerdem sind zwei Arbeitsscheinwerfer montiert, die jeden Kamerasichtbereich mit 43 200 Lumen hell ausleuchten. Somit kann der Spotsprayer von Rumex jetzt Unkräuter auch nachts finden und mit Herbizid besprühen.
Die Düsenanzahl hat sich im Vergleich zur RXF600 mehr als verdoppelt. Bei 9 m Arbeitsbreite beträgt der Düsenabstand mit 222 Düsen nur noch 4 statt 7 cm. Entsprechend kann die RXF900 auch sehr kleine Spots behandeln.
Über die Arbeitshöhe des Spritzbalkens lässt sich die realisierbare Spotgröße beeinflussen. Dafür gibt es an jeder der drei Teilbreiten zwei Stellmotoren, mit denen die Höhe über der Bodenoberfläche für jede Teilbreite getrennt von 5 bis 50 cm einstellbar ist.
Außerdem bietet Rumex auch für die RXF900 optional einen 600-l-Frischwassertank für den Heckanbau an. Im Lieferumfang enthalten sind eine elektrische Pumpe und 15 m Schlauch auf einem Schlauchabroller von Hazet. So lässt sich das Wasser zum Auffüllen des Brühtanks bei Bedarf von hinten nach vorne pumpen.
Einen Preis für die RXF900 wollte uns Rumex nicht nennen.
