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Sensortechnik für den Acker

Arno
Ruckelshausen

Beruf:

Promovierter Physiker

Position:

Professor an der Hochschule Osnabrück in der Fakultät Ingenieurwissenschaften und Informatik

Arno Ruckelshausen Professor für Physik und Senorik-Experte
Quelle: 
Arno Ruckelshausen

Arno Ruckelshausen ist ein Pionier der digitalen Landwirtschaft. Als Spezialist für bildgebende Sensorik entwickelt er in Forschungsverbünden autonome Feldroboter für die Landwirtschaft der Zukunft.

Feldroboter, die Unkraut jäten, den Nährstoffgehalt im Boden ermitteln oder die Feuchtigkeit in Maispflanzen messen, sind längst keine Utopie mehr. Moderne Feldtechnik mit hochsensiblen Sensoren hat die Arbeit der Landwirte schon jetzt verändert. Und sie hat einer ganzen Branche ein neues Image verpasst.

Arno Ruckelshausen ist einer der Pioniere, die die Möglichkeiten der Informatik für die Landwirtschaft frühzeitig erkannt und den technischen Fortschritt beflügelt haben. „Die Technik kann gigantisch helfen, um ökonomisch und ökologisch unter Integration des Menschen einen Riesenfortschritt zu erzielen. Das ist ein Ansatz, den ich bis heute verfolge“, sagt der 59-jährige Professor.

Bei neuen Entwicklungen dabei sein

Im hessischen Burg-Gemünden aufgewachsen interessierte sich Ruckelshausen früh für naturwissenschaftliche Dinge. Vor allem Physik und Informatik hatten es ihm angetan. Zum Studium fiel seine Wahl auf die Physik: „Ich wollte mich mit Technik beschäftigen, Dinge verstehen und praktisch umsetzen und so an neuen Entwicklungen teilhaben. Die Physik war dafür eine gute Basis."

Detektoren und Sensoren im Blick

Beim Physikstudium an der Universität Gießen faszinierten ihn früh die Möglichkeiten der Computertechnik. Während seiner anschließenden Doktorarbeit von 1983 bis 1987 in Gießen und Heidelberg zur Fusion schwerer Ionen konfigurierte Ruckelshausen Detektoren und Sensoren für die Grundlagenforschung. Er hantierte mit fast drei Dutzend Magnetbändern, um die für ihn wichtigen Daten aus dem Großrechner zu ziehen. „Heute würden wir dazu Big Data und Sensorfusion sagen. Aber das gab es damals noch nicht."

Informatik und Sensorik sind seither zu Wegbegleitern des promovierten Physikers geworden. Seine ersten praktischen Erfahrungen sammelte er beim Elektronikkonzern Philips in Hamburg. In der Forschungsabteilung war er vier Jahre an der Entwicklung von CCD-Bildsensoren für Film- und Fotokameras beteiligt. Die Arbeit hat sein Interesse für die praxisorientierte Ausbildung geweckt, so dass er – auf Grundlage seiner wissenschaftlichen Tätigkeiten und seiner Praxiserfahrung – seit 1991 Studierende an der Hochschule Osnabrück an der Fakultät für Ingenieurwissenschaften und Informatik ausbildet und selbst hier forscht.

Forschung nah an der Praxis

Diese Kombination aus Forschung und Lehre sieht Ruckelshausen als einen entscheidenden Vorteil seiner Arbeit. Er liebt das „kreative Chaos“ und sieht mit Faszination, wie Forschungsprojekte seine Studenten in Aktion versetzen und erfinderisch machen. Die praxisnahe Arbeit steht dabei immer Fokus. „Ich möchte keine Forschung für die Schublade machen. Wenn ich mit Firmen zusammenarbeite, können Forschungsansätze praxisnah gestaltet werden", so Ruckelshausen.

Mitte der 90iger Jahre führte ihn der Zufall zu seinem erstem Forschungsauftrag in die Landwirtschaft. Schnell erkannte er, welche Chancen hier Technologien bieten würden. „Da gab es im Bereich der Elektronik und Informatik einen erheblichen Bedarf, Dinge durch Technik zu verändern“, erinnert sich Ruckelshausen. Diese Erkenntnis war für den zweifachen Familienvater wegweisend. Seither fokussiert sich seine Forschung auf bildgebende Sensortechnologien – Elektronik und Feldrobotik für die Landwirtschaft. Gemeinsam mit Landwirten, Biologen und Pflanzenzüchtern sucht er nach immer neuen Wegen, die Feldarbeit zu optimieren.

Mit Wissen überzeugen

Der Quereinstieg in die Agrarbranche fiel ihm relativ leicht, da ein erheblicher Bedarf an Elektronik und Informatik bestand. Mit dem Feldroboter „BoniRob“ oder dem Projekt zu Feldphänotypisierung „BreedVision“ hat sich der „Außenseiter“ zu einem Spezialisten für Landtechnik entwickelt. In beiden vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft finanzierten Projekten arbeiteten die Osnabrücker Forscher mit Agrarbetrieben Hand in Hand. So entstand „BoniRob“ unter anderem in Kooperation mit der Robert Bosch GmbH, die den Feldroboter jetzt in einem Startup weiterentwickeln. Mithilfe hochmoderner Technik wie 3D-Kamera und Sensoren bewegt sich das Kleinwagen große Gefährt selbstständig übers Feld und liefert zahlreiche Daten wie Blattgröße, Fruchtstand oder Wassergehalt, die auch für Züchtungen maßgeblich sind. „Die Praxistests auf dem Feld sind rückblickend ein Eckpfeiler, warum unsere Projekt so gut klappen. Hier lernen wir, mit den Störgrößen umzugehen.“

Mit Sensorik Ressourcen schonen

Ob als Vorsitzender der Gesellschaft für Informatik in der Landwirtschaft (GIL) oder Leiter der des Kompetenzzentrums COALA in Osnabrück: Seit Jahrzehnten ist Ruckelshausen unterwegs, mit sensorischem Feingefühl die ökologischen und ökonomischen Vorteile der Digitalisierung für die Landwirtschaft zu kommunizieren und so Forschungsergebnisse in die Agrarbetriebe zu bringen. „Durch Wissen und Sensorik in den Maschinen können wir sorgfältiger und wirtschaftlicher mit Ressourcen und Umwelt umgehen, denn je weniger Pflanzenschutzmittel oder Dünger ich ausbringe, umso mehr Geld spare ich auch.“

Fest steht: Bildgebende Sensoren können schon heute wichtige Informationen liefern, um effektiver mit Dünger und Saatgut umzugehen und so die Kosten und Umweltschäden zu minimieren. Im aktuellen Forschungsprojekt „Soil2date“ arbeitet Ruckelshausen mit Partnern aus der Industrie an einem mobilen Bodenprobenlabor, um den Ressourceneinsatz im Pflanzenbau zu optimieren. Bei aller Technikbegeisterung weiß der Experte jedoch: Technik ist ein „fantastisches Hilfsmittel", aber der Mensch muss die Probleme lösen. Die Treiber für eine nachhaltige Landwirtschaft sind neben der Wirtschaftlichkeit auch die Akzeptanz. „Es geht darum, gesellschaftlich akzeptierte nachhaltige Lösungen zu finden und dabei den Menschen mitzunehmen“, so Ruckelshausen.

Autorin: Beatrix Boldt

 

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