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Barkhausen Institut

Bewässerungsroboter oder Heckenschnittroboter?

Das Projekt „Klimawandel in historischen Gärten“ verfolgt das Ziel, die Gärtner:innen durch automatisierte Prozesse zu entlasten. Damit können deren Zeit und Arbeitskraft für Tätigkeiten genutzt werden, die aufgrund des durch den Klimawandel bedingten erhöhten Arbeitsaufwands in der Gehölzpflege nötig geworden sind. Es gab mehrere Ansatzpunkte, diese Aufgabenstellung umzusetzen. Ein semi-autonomer Roboter sollte repetitive Aufgaben, die viel Zeit kosten und körperlich stark belastend sind, übernehmen. Davon gibt jedoch viele und es stellte sich die Frage: Wo kann der Roboter am besten unterstützen?

Zur Auswahl standen der Heckenschnitt der alten Buchenhecken, die Wegepflege und die Bewässerung der Kübelpflanzen im Schlosspark Pillnitz. Durch die finanzielle und zeitliche Begrenzung des Projekts war es nicht möglich, alle drei Aufgaben gleichzeitig zu lösen. Daher mussten wir uns für eine Aufgabe entscheiden. Hierfür wurde eine Potentialanalyse durchgeführt. Gesammelte Daten zu den Anforderungen an eine automatisierte Lösung sollten uns Aufschluss darüber geben, welche der drei Aufgaben das höchste Potential und damit den höchsten Nutzen für die Gärtner:innen hat.

Auswahl der Kriterien

Um solch eine Potentialanalyse erfolgreich durchzuführen, sind die Auswahl der Kriterien und deren Wichtung entscheidend.

Die Hauptkriterien, nach welchen entschieden werden sollte, wurden zusammen mit den Kolleg:innen der Staatliche Schlösser, Burgen und Gärten Sachsen gGmbH festgelegt und bewertet:

Das erste Kriterium war die Erfüllung der Projektziele: Die körperlich stark beanspruchenden Tätigkeiten mittels Automatisierungstechnik zu erleichtern, um die vorhandene Mehrarbeit mithilfe technischer Unterstützung zu bewältigen. Dabei sollten besonders die Verringerung von klimaschädlichen Ausstößen und die Nachhaltigkeit bei der Konstruktion des Roboters berücksichtigt werden. Dies erhielt die höchste Gewichtung von 40 Prozent. Die Ziele des Projektes waren klar definiert und deren Finanzierung durch den Projektgeber gesichert. Es musste sichergestellt werden, dass das Ergebnis des Projektes mit den angestrebten Zielen übereinstimmt.

Zwei weitere Teilziele waren, die Arbeitsbedingungen der Gärtner:innen zu verbessern und gleichzeitig die aktuelle Arbeitssicherheit zu erhöhen. Diese beiden Ziele flossen als Kriterien mit insgesamt 30 Prozent in die Potentialanalyse ein. Grundlage der Bewertung waren Ergebnisse aus den Gesprächen mit dem Gärtnereifachpersonal.

Das Kriterium der sozialen und ökologischen Nachhaltigkeit erhielt ebenfalls eine Wichtung von 30 Prozent, da das Gesamtziel des Projekts sich auf die Verbesserungen und Anpassung der Gärten an den Klimawandel bezieht.

Im Folgenden werden die einzelnen Kriterien je Aufgabe bewertet und erklärt.

Bewertungsmatrix

Auswertung

1a) Einsparung an Unterhalts- und Pflegekosten bezieht sich auf die eingesparten Personenmonate durch das Ablösen sich wiederholender Aufgaben.

  • Bewässerung: Das Schlauchziehen und die manuelle Bewässerung, zwei zeitintensive, tägliche Aufgaben, fallen weg.
  • Heckenschnitt: Das Ausmessen der Hecke zweimal im Jahr für zwei Wochen fällt weg.
  • Wegepflege: Der Kantenschnitt und die Wegesäuberung entfallen. Beides sind Aufgaben, die in großen Abständen zueinander erledigt werden.

 Ergebnis: Hier zeigte sich in der Bewässerung das höchste Potential.
 

1b) Einsparung an Energie und Rohstoffen: Vergleich zwischen aktuellem Status und zukünftiger Technologie.

  • Bewässerung: Dieselfahrzeuge werden ersetzt. Das Gießen erfolgt zu vorteilhafteren Zeiten.
  • Heckenschnitt: Es kann keine Arbeit ersetzt werden. Vielleicht muss sogar noch mehr Material eingebracht werden, gegenüber einer Akkuheckenschere.
  • Wegepflege: Dieselfahrzeuge können ersetzt werden.

Ergebnis: Auch hier schloss die Bewässerung am besten ab.
 

2a. Ergonomie bezieht sich auf die Verbesserung der körperlichen Arbeitsbelastung.

  • Bewässerung: Das Auslegen und Ziehen von Schläuchen wird ersetzt.
  • Heckenschnitt: Das Heben und Halten der Schere, der Aufbau und der Aufstieg auf das Gerüst entfallen.
  • Wegepflege: Knieendes Arbeiten entfällt an dieser Stelle.

Ergebnis: Bei diesem Kriterium bot eine Automatisierung des Heckenschnitts die größte Verbesserung.
 

2b. Potential der Ergebnisverbesserung schaut auf das Endergebnis mit und ohne Automatisierung.

  • Bewässerung: Der Zustand der Pflanzen wird durch akkuratere Wasserabgabe, Datenunterstützung und Nachtwässern verbessert.
  • Heckenschnitt: Es werden kaum Ergebnisverbesserungen erzielt, außer beim Horizontalschnitt auf der Hecke.
  • Wegepflege: Da diese Arbeiten meist durch Hilfsarbeiter:innen durchgeführt werden, führt die Automatisierung zu konstanteren Ergebnissen.

 Ergebnis: Eine Automatisierung der Bewässerung zeigte das größte Potential.
 

3a. Verbesserung der aktuellen Arbeitssicherheit

  • Bewässerung: Es kann wenig Verbesserung erfolgen, da die Arbeitsprozesse schon sehr sicher sind. Nichtsdestotrotz stellen die Schläuche eine potentielle Stolpergefahr dar.
  • Heckenschnitt: Die Arbeit mit Schnittwerkzeugen auf Gerüsten entfällt.
  • Wegepflege: Der Umgang mit Chemikalien oder Heißdampf wird ersetzt.

 Ergebnis: Der Einsatz beim Heckenschnitt bietet hier den größten Vorteil.
 

4a. Kompetenzerhalt: Geht Kompetenz durch die Automatisierung unwiederbringlich verloren?

  • Bewässerung: Know-How hinsichtlich der Pflanzenpflege kann verloren gehen.
  • Heckenschnitt: Es geht kein Know-How verloren.
  • Wegepflege:  Es geht kein Know-How verloren.

Ergebnis: Heckenschnitt und Wegepflege bieten die geringste Gefahr, dass wichtige Kompetenzen verloren gehen.
 

4b. Akzeptanz unter Gärtner:innen und Besucher:innen

  • Bewässerung: Die Umsetzung der automatisierten Bewässerung ist hinsichtlich Klimawandel am verständlichsten. Auch der Prozess wirkt nicht bedrohlich oder störend in der Lautstärke.
  • Heckenschnitt: Ein Roboter mit scharfem Schnittwerkzeug und dem unmittelbaren Potential, Gehölz oder Tieren zu schaden, senkt die Akzeptanz.
  • Wegepflege: Auch hier kommen scharfe Schnittwerkzeuge zum Einsatz, die als gefährlich eingestuft und abgelehnt werden könnten.

Ergebnis: Als erster automatisierter Prozess verspricht ein Bewässerungsroboter die größte Akzeptanz.
 

4c. Wird trotz Automatisierung die Biodiversität erhalten und vielleicht sogar verbessert?

  • Bewässerung: Es erfolgt kein negativer Eingriff in die Natur.
  • Heckenschnitt: Die Lautstärke und der unbedachte Schnitt können negative Effekte haben.
  • Wegepflege: Durch Lautstärke kann ein negativer Effekt entstehen.

Ergebnis: Die automatisierte Bewässerung ist der einzige Prozess, von dem kein negativer Effekt auf die Biodiversität erwartet werden muss.

Zusammenfassung

Abschließend ergab sich, dass das größte Potential bei der Bewässerung liegt.

Die Hauptpunkte sind hierbei:

  • Übereinstimmung mit den Projektzielen
  • Verbesserung des Ergebnisses
  • Akzeptanz

Nichtdestotrotz bergen Heckenschnitt und Wegepflege ebenso ein hohes Potential zur Verbesserung der Arbeitsbedingungen der Gärtner:innen und Anpassung der Gärten an den Klimawandel und sollten in weiteren Projekten verfolgt werden.