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As there is a shortage of labour in many places during the harvest, research teams are working on harvesting robots to support agricultural businesses. The Leibniz Institute for Agricultural Engineering and Bioeconomy (ATB) in Potsdam is now testing a new type of 3D laser scanner system developed by researchers at Julius Maximilian University (JMU) in Würzburg. It is designed to accurately record the condition of plants and help determine the right time to harvest. The aim is to improve the sensor technology of robots.

Initial successes in field trials

‘For the production of horticultural products, knowledge of the stage of ripeness is very important in order to be able to optimally control cultivation, harvest time and storage,’ explains ATB researcher Manuela Zude-Sasse, who installed the system on a test site in Potsdam. ‘Against the backdrop of increasingly variable growth factors due to global warming, precise data on fruit development is becoming increasingly important – both for scientific modelling and for the future use of commercial harvesting robots.’

The 3D laser scanner is mounted on a sensor conveyor station that moves in a circle around a plantation of 120 evenly growing espalier apple trees. The weatherproof sensor system will continuously monitor the plants until November 2025. Initial tests have been successful, with the plants being accurately mapped and measured. According to the researchers, the system is capable of reliably recognising individual apple trees and other plants – an important prerequisite for automated harvesting.

Precise plant data thanks to modern laser technology

The sensor system was brought into the project by a Würzburg robotics team led by Andreas Nüchter, which has already developed various optical devices and similar laser scanners for space applications. As the laser is harmful to the eyes, the system has so far only been used in a controlled test environment.

The system projects three wavelengths onto the plants – in the green, red and infrared ranges. The signals reflected by the plants enable precise spatial detection of the crop. Separate measurement of individual wavelengths should also allow physiological properties such as water content to be determined. This should expand the data basis for modelling processes and enable the requirements for future harvesting robots to be defined and optimised in a more targeted manner.

chk

Da es bei der Ernte vielerorts an Arbeitskräften fehlt, arbeiten Forschungsteams an Ernterobotern, die landwirtschaftliche Betriebe unterstützen sollen. Das Leibniz-Institut für Agrartechnik und Bioökonomie (ATB) in Potsdam testet nun ein neuartiges 3D-Laserscannersystem, das von Forschenden der Julius-Maximilians-Universität (JMU) Würzburg entwickelt worden ist. Es soll den Zustand der Pflanzen präzise erfassen und helfen, den richtigen Erntezeitpunkt zu ermitteln. Ziel ist es, damit die Sensorik von Robotern zu verbessern.

Erste Erfolge im Feldversuch

„Für die Produktion gartenbaulicher Erzeugnisse ist das Wissen über das Reifestadium von großer Bedeutung, um Anbau, Erntezeitpunkt und Lagerung optimal steuern zu können“, erklärt ATB-Forscherin Manuela Zude-Sasse, die das System auf einer Versuchsfläche in Potsdam installiert hat. „Gerade vor dem Hintergrund zunehmend variabler Wachstumsfaktoren durch die globale Erwärmung werden präzise Daten zur Fruchtentwicklung immer wichtiger – für wissenschaftliche Modellierungen genauso wie für den zukünftigen Einsatz kommerzieller Ernteroboter.“

Der 3D-Laserscanner ist an einer sogenannten Sensorförderstation montiert, die sich kreisförmig um eine Pflanzung mit 120 gleichmäßig wachsenden Spalier-Apfelbäumen bewegt. Hier soll das wetterfeste Sensorsystem bis November 2025 die Pflanzen kontinuierlich überwachen. Erste Tests verliefen erfolgreich, die Pflanzen lassen sich präzise abbilden und vermessen. Den Forschenden zufolge ist das System in der Lage, die individuellen Apfelbäume und andere Gewächse zuverlässig zu erkennen – eine wichtige Voraussetzung für den automatisierten Ernteeinsatz.

Präzise Pflanzendaten dank moderner Lasertechnik

Das Sensorsystem wurde von einem Würzburger Robotik-Team um Andreas Nüchter in das Projekt eingebracht, das bereits verschiedene optische Geräte und auch ähnliche Laserscanner für Weltraumanwendungen entwickelt hat. Da der Laser für die Augen schädlich ist, wird das System bisher nur in einem kontrollierten Versuchsumfeld eingesetzt.

Das System projiziert drei Wellenlängen auf die Pflanzen – im grünen, roten und Infrarotbereich. Die von den Pflanzen reflektierten Signale ermöglichen eine präzise räumliche Erfassung des Bestands. Durch die separate Messung einzelner Wellenlängen sollen sich auch physiologische Eigenschaften wie der Wassergehalt bestimmen lassen. Das soll die Datengrundlage für Modellierungsprozesse erweitern und die Anforderungen an zukünftige Ernteroboter gezielter definieren und optimieren.

chk

Wood is an important material for the construction industry. However, not all wood waste can be recycled to reuse the raw material. As part of the EU project ‘CIRCULAR-C’, an international research team, including the Steinbeis Europa Centre and the Fraunhofer Society for the Promotion of Applied Research, aims to develop innovative bio-based compounds for wood panels, paving the way for a more sustainable and circular construction industry.

Effectively recycling wood waste

The problem: adhesive residues often prevent wood waste from being recycled effectively. They frequently consist of urea-formaldehyde adhesives, which serve as binders and complicate both physical and chemical recycling processes. The aim of CIRCULAR-C is to maximise the utilisation of residual materials, improve material recycling and thus reduce the impact on the environment and climate.

Bio-based compounds for wood panels

The newly launched EU project therefore focuses on the development of bio-based adhesives, coatings and fibres. Specifically, it concerns bio-based compounds for wood panels that are chemically reversible and fire-resistant and can be used in the manufacture of flooring, insulation materials and furniture. In addition, digital product passports are to be created that include environmental impact and life cycle analyses.

The CIRCULAR-C project (Novel biobased formulations for CIRCULAR Construction materials) is being funded with around €4 million until May 2029 as part of the European research and innovation programme Horizon Europe. A total of ten partners from seven countries are involved – Belgium, the Netherlands, Finland, France, Greece, Turkey and Germany.

bb

Holz ist ein wichtiger Werkstoff für die Bauindustrie. Doch nicht alle Holzabfälle lassen sich recyceln, um den Rohstoff wiederzuverwerten. Im Rahmen des EU-Projektes „CIRCULAR-C“ will ein internationales Forschungsteam, darunter das Steinbeis Europa Zentrum und die Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e. V., neuartige biobasierte Verbindungen für Holzplatten entwickeln und damit den Weg für eine nachhaltigere und kreislauforientierte Bauindustrie ebnen.

Holzabfälle effektiv recyceln

Das Problem: Klebstoffrückstände verhindern oftmals, dass Holzabfälle effektiv recycelt werden können. Sie bestehen häufig aus Harnstoff-Formaldehyd-Klebstoffen, die als Bindemittel dienen und sowohl physikalische als auch chemische Recyclingverfahren erschweren. Ziel von CIRCULAR-C ist es, die Reststoffverwertung zu maximieren, das Materialrecycling zu verbessern und so die Auswirkungen auf Umwelt und Klima zu reduzieren.

Biobasierte Verbindungen für Holzplatten

Im Fokus des neu gestarteten EU-Projekts steht daher die Entwicklung von biobasierten Klebstoffen, Beschichtungen und Fasern. Konkret geht es um biobasierte Verbindungen für Holzplatten, die chemisch reversibel und feuerbeständig sind und zur Herstellung von Fußböden, Dämmstoffen und Möbeln genutzt werden können. Darüber hinaus sollen digitale Produktpässe erstellt werden, die Umweltverträglichkeits- und Lebenszyklusanalysen umfassen. 

Das Projekt CIRCULAR-C (Novel biobased formulations for CIRCULAR Construction materials) wird im Rahmen des Europäischen Forschungs- und Innovationsprogramms Horizon Europe bis Mai 2029 mit rund 4 Mio. Euro gefördert. Beteiligt sind insgesamt zehn Partner aus sieben Ländern – Belgien, die Niederlande, Finnland, Frankreich, Griechenland, Türkei und Deutschland.

bb

Die Nutzung von Kohlendioxid (CO₂) als alternative Kohlenstoffquelle gilt als vielversprechender Ansatz, um industrielle Chemieproduktionsprozesse klimafreundlicher und nachhaltiger zu gestalten. Mit der Landesstrategie Nachhaltige Bioökonomie hat Baden-Württemberg den Weg geebnet, um eine biogene Kohlenstoffkreislaufwirtschaft aufzubauen. Im Rahmen des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) Baden-Württemberg ist nun eine Ausschreibung gestartet, um Innovationen auf dem Gebiet des CO₂-Recyclings voranzubringen.

Der Förderaufruf mit dem Titel „BIO-CO₂-Recycling“ hat zum Ziel, CO₂ sowie weitere Kohlenstoffverbindungen aus Gasgemischen und Abgasen als Rohstoffe nutzbar zu machen. Im Fokus steht die Umwandlung von CO₂ in industriell nutzbare Produkte wie Basis – oder Spezialchemikalien.

Förderung von Pilot- oder Demonstrationsanlagen 

Gefördert werden daher Projekte zur Errichtung und Erprobung von Pilot- oder Demonstrationsanlagen, die das biologische oder biotechnologische Recycling von CO₂ und weiteren Kohlenstoffverbindungen aus Gasgemischen und Abgasen adressieren. Der Schwerpunkt liegt dabei auf modularen, biointegrierten oder bioinspirierten Technologien, die den Kohlenstoffkreislauf schließen und unter realen Bedingungen demonstriert werden können. Voraussetzung für eine Förderung: Die Pilot- beziehungsweise Demonstrationsanlage muss sich in Baden-Württemberg befinden.

Ein Reststoff wird zum Rohstoff: Bei Sonnenblumen denkt man zuerst an die Kerne, die in der Lebensmittelindustrie vielfältig genutzt werden. Die Schalen dieser Kerne fanden bislang jedoch kaum Beachtung und wurden entsorgt. Bei Golden Compound hingegen dreht sich seit zehn Jahren alles um diese Schalen. Das niedersächsische Unternehmen hat die Potenziale der Sonnenblumenkernschalen erkannt und nutzt diese, um biologisch abbaubaren Biopolymere herzustellen. Erste Produkte wie Pflanztöpfe und Kaffeekapseln sind bereits auf dem Markt.

A research team from the Helmholtz Centre for Environmental Research (UFZ), Utrecht University and the Royal Netherlands Institute for Sea Research (NIOZ) has investigated the proportion of nanoplastics present in the North Atlantic.

Initial analysis of systematic samples in the North Atlantic indicates that plastic particles measuring less than one micrometre in diameter may account for the largest proportion of marine plastic pollution. Samples were collected from twelve locations at various depths, ranging from the European continental shelf to the open Atlantic and the subtropical North Atlantic Gyre.

The results show that tiny plastic particles can be found at all depths between the temperate and subtropical zones of the ocean. In terms of mass, the quantity of nanoplastics is similar to that of microplastics found to date. Therefore, nanoplastics play a much more significant role in marine plastic pollution than was previously assumed.

The study was published in the journal Nature.

Ein Forschungsteam des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung (UFZ), der Universität Utrecht und des niederländischen Meeresforschungsinstituts NIOZ untersuchte nun den Anteil von Nanoplastik im Nordatlantik. 

Eine erste Analyse systematischer Proben aus dem Nordatlantik deutet darauf hin, dass Plastikpartikel mit einem Durchmesser von weniger als einem Mikrometer den größten Anteil an der Plastikverschmutzung der Meere ausmachen könnten. Die Proben wurden an zwölf Standorten in verschiedenen Tiefen entnommen, vom europäischen Kontinentalschelf bis zum offenen Atlantik und dem subtropischen Nordatlantikwirbel. 

Die Ergebnisse zeigen, dass winzige Plastikpartikel in allen Tiefenzonen zwischen der gemäßigten und subtropischen Zone des Ozeans zu finden sind. Massenmäßig ist die Menge an Nanoplastik vergleichbar mit dem, was bisher an Mikroplastik gefunden wurde. Deshalb spielt Nanoplastik bei der Plastikverschmutzung der Meere eine viel wichtigere Rolle als bisher angenommen.

Die Studie wurde in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht.