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Mit einem Meter pro Sekunde Geschwindigkeit soll der Robohund künftig Wälder erfassen. Fotos: Mischa Hauswirth / zVg ETH ZH

Verband & Politik | Zeitschriften – Lesezeit 3 min.

Computergesteuert und auf vier Beinen autonom durch den Wald

Dieser Hund wird nie Stöckchen apportieren und auch keine Katzen jagen. In naher Zukunft aber dürfte er in Wäldern anzutreffen sein. Die ETH Zürich entwickelt zurzeit eine Anwendung, die für Waldbesitzerinnen und Waldbesitzer interessant sein könnte.

Mischa Hauswirth | Die Digitialisierung im Wald zieht immer grössere Kreise. Sei es bei der Erfassung von Beständen und Waldabschnitten oder Schadflächen mittels Drohnen, sei es bei der Bewirtschaftung mit Maschinen, und neu kommen auch Roboter hinzu, die bestimmte Aufgaben im Wald übernehmen sollen.

An der 26. Internationalen Forstmesse in Luzern Ende August stellten Mitarbeiter von Robotic Systems Lab der ETH Zürich einen Roboterprototyp vor, der auf vier Beinen geht, auf künstlicher Intelligenz basiert, mit etlichen Sensoren ausgestattet ist und einem Hund ähnlich sieht. Dieser Robotertyp wird bereits als kommerzielles Produkt verkauft, aber nicht für den Einsatz im Wald umgerüstet, und die Firma ANYbotics, ein Spin-off des ETH-Robotic-Labors, forscht in der Testphase daran, wie dieser Robodog im Rahmen von DigiForest und dem Natural-Intelligence-EU-Projekt eingesetzt werden kann. «Das Einsatzgebiet dieses Roboterhundes sehen wir im Bereich von Waldflächenerfassungen», sagt Jonas Frey, Doktorand an der ETH Zürich. «Wenn die Entwicklung in wenigen Jahren abgeschlossen ist, sehen wir den Vorteil in einer autonomen Arbeitsweise und Datenerfassung.»

Und so funktioniert der Robodog:

- Eine Försterin oder ein Förster definiert, welche Flächen vermessen werden müssen, zum Beispiel auf Google Maps.

- Der Hund navigiert sich über GPS und eine Lasersensorik (LiDAR-Sensor).

- Der Hund findet seinen Weg durch die zu kartierende Fläche, indem die Software ein Rasternetz auslegt. Diesem folgt dann der Robodog.

- Die Sensoren erfassen Bäume von verschiedenen Positionen aus, und die Software rechnet die Daten dann zu einem einheitlichen Bild zusammen. Die Vorgehensweise ist vergleichbar mit einem selbstfahrenden Roboterrasenmäher, der eine definierte Fläche ebenfalls allein ausmisst und dann Streifen für Streifen bearbeitet.

- Den Weg, den der Roboterhund bei der Flächenerfassung läuft, legt die Software individuell selbst fest.

- Der Robodog kann auch Hindernisse übersteigen. Die Entwickler gehen davon aus, dass er je nach Untergrund eine Neigung von 50 bis 60 Prozent bewältigen kann. Damit ist er geländegängiger als ein herkömmlicher Offroader.

- Hindernisse wie umgestürzte Bäume, grosse Steine oder deutliche Vertiefungen im Gelände vermögen die Sensoren zu erfassen. Falls die Hindernisse nicht überstiegen werden können, berechnet der Robodog eine alternative Route.

- Brombeerbewuchs am Boden kann, je nach Dichte, ein Problem darstellen. An einer Lösung dieser «Hürde» arbeiten die Forscher noch. Im Moment liegen noch zu wenig spezifische Daten vor.

- Der Roboterhund ist komplett wasserdicht, könnte sogar einen Fluss durchwaten. Die Elektronik funktioniert in einem Temperaturbereich von –10 Grad Celsius bis etwas über 40 Grad Celsius.

- Der Einsatz ist saisonunabhängig.

- Die Geschwindigkeit des Robohundes liegt bei einem Meter pro Sekunde.

- Die Tagesleistung dürfte je nach Gelände und Waldstück ungefähr bei zwei Hektaren liegen.

- Die Batteriedauer reicht für etwa
1,5 Stunden. Die Entwickler arbeiten aber auch an einer Variante, die mit einer Wasserstoffbatterie funktionieren würde; da wäre dann die Betriebszeit deutlich länger.

- Der Robodog erhält vor Ort eine Ladestation, zu der er, wie ein Rasenmäherroboter, zurückkehrt und sich auflädt.

Nicht ganz billige Anschaffung

Jonas Frey sagt, dass der Robodog einerseits und die Erfassung der Fläche aus der Luft mittels Drohnen andererseits eine ideale Kombination darstellen würde. Die gesammelten Daten können, nach der Auswertung, beispielsweise an einen Vollernter (Harvester) geschickt werden. Das wäre ein weiterer Schritt Richtung digitaler Wald, der von der Erfassung bis zur Arbeitsplanung und Arbeitsausführung auf digitale Daten setzt.

Die Entwickler sehen aber auch ein Einsatzgebiet ausserhalb der Waldbewirtschaftung. So könnte der Robodog bald auch schon von Feuerwehren oder Suchteams benutzt werden, um sich einen Überblick zu verschaffen oder etwa vermisste Personen aufzuspüren.

Es gibt aber auch Einsatzgrenzen. Denn auf Windfallflächen hätte es zu viele Hindernisse. Die Robustheit des Systems, das über mehrere Stunden komplett fehlerfrei funktionieren muss, ist noch nicht komplett ausgereift. Da dieser Roboter über mehrere Wochen autonom funktionieren können muss, ist die Fehlerquelle im Moment noch zu hoch. Es können, erklärt Frey, gerade in einer unvorhergesehenen Umgebung vereinzelt Schwierigkeiten auftreten.

Am ehesten dürfte der Robodog für ein Unternehmen interessant sein, das Waldbesitzerinnen und Waldbesitzern solche Bestandesaufnahmen anbietet, möglicherweise in Zusammenarbeit mit Drohnenpiloten. Doch die Anschaffung wird nicht ganz billig sein. Vergleichbare Roboterhunde kosten im kommerziellen Bereich zwischen 50 000 und 150 000 Euro. Fachleute rechnen aber damit, dass mit einer Massenanfertigung der Preis künftig deutlich sinken wird. Wann genau der Roboterhund in einer Forstversion auf den Markt kommt, ist noch nicht bestimmt.

 

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