Farmaid: Autonomer Roboter für präzise Pflanzenkrankheitserkennung & Markierung

Farmaid ist ein kompakter, batteriebetriebener Roboter, der autonom Gewächshäuser durchquert, fortschrittliche Computer-Vision-Modelle nutzt, um kranke Pflanzen zu identifizieren und sie mit ungiftigem, umweltsicherem Farbstoff zu markieren. Durch Ersetzen manueller Inspektionen reduziert er Arbeitszeit drastisch und eliminiert Inkonsistenzen durch disparate Mobilgeräte von Farmarbeitern.

Inspiriert von Forschung von PlantVillage und IITA, adaptierte das Team die Open-Source-DonkeyCar-Plattform für einen Roboter, der sich ohne Pflanzen- oder Bodenschäden bewegt. System nutzt duale Raspberry-Pi-Kameras – eine auf Laub für Krankheitsklassifikation, die andere nach vorne für hindernisfreie Navigation. Neuronale Netzinferenz läuft lokal auf den Pis, ermöglicht Echtzeit-Entscheidungen ohne Cloud-Abhängigkeit.

Kernvorteile:

• Einheitliche, wiederholbare Krankheitsmarkierung über gesamte Farmen.
• Beseitigung manueller Handy-basierter Tagging, Inspektionszeit um bis zu 70 % reduziert.
• Geringer operativer Footprint, Deployment auf mehreren Farmen ohne kostspielige Ausrüstungstausch.

Kerntechnische Herausforderungen:

• Chassis klein genug für zarte Setzlinge designen.
• Sanfte Navigation auf variablen Gewächshaussubstraten ohne Bodenverdichtung.
• Sicheren, reversiblen Markiermechanismus mit biologisch abbaubaren Farbstoffen implementieren.
• Zuverlässige Testumgebung & gelabelter Datensatz für Validierung aufbauen.

Team – Mitglieder der Detroit und Ann Arbor Autonomous Vehicle Meetup-Gruppen – vereinte Expertise in Robotik, Computer Vision, Mechanikdesign. Ohne Budget und bei Vollzeitjobs etablierte Gruppe robusten Workflow: wöchentliche Videokonferenzen, geteilte GitHub-Repos, klarer Meilensteinkalender. Trotz anfänglicher Rückschläge mit Prototyp-Chassis und unebenem Gewächshausgelände führten iterative Verfeinerungen zu robustem, metallverstärktem Rahmen, der Hochstrommotoren & Leichtbauräder trägt, Bodenschäden verhindert und Agilität bewahrt.

Kameramast & Beleuchtung

Leichter Carbonfaser-Mast, vom Flohmarkt, 3D-gedruckt mit Dual-Kamera-Halterungen. 1,2-V-Solarpanel liefert Beleuchtung, während Custom 12-V-RGB-LED-System – aus repurposed Speaker-Lichtern & Pillenflaschen-Diffusor – Echtzeit-Statusindikatoren bereitstellt. Arduino-Controller treibt RGB-Lichter via Relais, ermöglicht Farbcodierung für Navigationsstatus & Krankheitsmarker.

Insgesamt repräsentiert Farmaid eine skalierbare, kostengünstige Lösung für moderne Präzisionslandwirtschaft, demonstrierend, dass volunteer-getriebene, Open-Source-Hardware echten, messbaren Impact auf Pflanzengesundheitsmonitoring liefern kann.