Für Schweizer Fussballer heisst es jetzt wieder: Nach dem Spiel ist vor dem Spiel. Für die
Greenkeeper ist die Zeit nach und vor dem Spiel die Entscheidende, denn dann gilt es, den
Rasen zu pflegen. Das Technologie-Start-up Ronovatec und die Hochschule Luzern haben zu ihrer Unterstützung einen Mähroboter entwickelt, der autonom, präzis, umweltfreundlich und leise grosse Rasenflächen wie Fussballfelder mäht, und das inklusive Streifenmuster. Das verlangte nach der Expertise von Spezialisten aus vier Fachgebieten der Hochschule Luzern.

Autonome Mähroboter sieht man bereits in vielen Gärten und Parks am Werk. Für Rasenflächen, bei denen Präzision gefragt ist, wie zum Beispiel bei Fussballfeldern, werden im Normalfall nach wie vor Aufsitzrasenmäher verwendet. Das Start-up Ronovatec hat nun in Zusammenarbeit mit der Hochschule Luzern einen Rasenmäher entwickelt, der nicht nur autonom, sondern auch präzise und umweltverträglich ein ganzes Fussballfeld innerhalb von zwei bis drei Stunden mähen kann – inklusive Streifenmuster.

Umwelt- und rasenfreundlich

Das Modell ist elektrisch angetrieben, verursacht also keine CO2-Emissionen und wenig Lärm. Die leichte Bauweise schont den Boden und macht ihn auch bei feuchtem Untergrund einsetzbar. Da sich die Drehgeschwindigkeit der Mäh-Spindel der Fahrgeschwindigkeit anpasst, wird der Rasen darüber hinaus mit grösstmöglicher Gleichmässigkeit gemäht. Ein Sensor und eine taktile Kontaktleiste in Fahrtrichtung sorgen für Sicherheit. Auf Mausklick mäht der Roboter darüber hinaus Streifen- und Karomuster in den Rasen. Damit er nun alle diese Anforderungen erfüllt, waren Experten der Hochschule Luzern aus Informatik, Elektronik, Maschinentechnik und Wirtschaftsingenieurwesen gefragt.

Die Neuentwicklung hat das Interesse von Grün Stadt Zürich geweckt, wo der Prototyp diesen Sommer getestet wird. «Arbeitsplätze werden dadurch nicht verloren gehen», sagt Hugo Baumann von Grün Stadt Zürich. «Der Ressourcengewinn durch den Einsatz von Mährobotern wird es ermöglichen, die kontinuierlich zunehmenden Aufgaben von Grün Stadt Zürich teilweise zu kompensieren und zu bewältigen.»

Muster mähen leichtgemacht

Muster im Rasen entstehen durch die Ausrichtung des Rasenmähers. Der drückt die Halme beim Mähen leicht nach vorne. Dadurch sieht man aus der einen Richtung die heller wirkenden Grasrücken. Schaut man in Richtung der Grasspitzen, so scheint der Rasen dunkler. Damit ein schönes Muster entsteht, muss der Mähroboter also einen präzisen Weg fahren. Er schafft dies dank der Software des Informatik-Teams um René Meier, Projektleiter an der Hochschule Luzern.
«Damit der Mähroboter den effizientesten Weg findet, um die Muster zu mähen, und keinen Weg zwei Mal fährt, müssen viele Aspekte einbezogen werden», sagt Meier. Dazu gehören Feldgrösse, Hindernisse wie die Trainerbank und Stellen mit Kunstrasen – die nicht gemäht werden müssen, aber für die Navigation genützt werden können –, der musterlose Rasen ausserhalb des Felds und der Navigationsradius des Roboters.

Ein Roboter mit Orientierungssinn

Damit der Mähroboter die von der Software berechnete Strecke autonom und zielsicher fahren kann, muss er wissen, wo im Raum er sich jeweils befindet. Dafür haben Ivo Gärtner und sein Team vom Kompetenzzentrum Electronics eine Lösung entwickelt, die zwei Bestimmungsarten kombiniert: Die Haupt-Informationsquelle bilden vier Ultra-Wide-Band-Sender in der Grösse einer Zigarettenschachtel, zu denen der Roboter über Funk die Distanz misst. Aus diesen Distanzinformationen und der Drehzahl seiner Räder kann er seinen Standort und die Fahrtrichtung berechnen. Dank der Kombination beider Informationen ist eine genauere Positionierung möglich, als dies mit einem einzelnen System zu erreichen wäre. «So kommt der ausgeprägte Orientierungssinn zustande, den es braucht, damit die Muster präzis gefahren werden», sagt Gärtner. Auf die Schnur, die bei Aufsitzrasenmähern hilft, gerade Linien zu fahren, kann deshalb verzichtet werden.

Solid und leicht

Mit Software und Elektronik allein lässt sich kein Gras mähen. Dafür braucht es Hardware. Das Team um Oliver Camenzind vom Kompetenzzentrum Mechanische Systeme war dafür zuständig, alle Bestandteile unter eine stabile, aber möglichst leichte Haube zu bringen. Darüber hinaus entwickelte das Team das Sicherheitssystem: Stellt sich dem Mähroboter etwas in den Weg, muss er seine Fahrt verlangsamen, bis das Hindernis weg ist, oder sofort anhalten, wenn sich das Hindernis nähert. Dafür sorgen ein Lidar-Sensor – das ist die gleiche Technologie, die auch Tesla einsetzt – und als zusätzliche Massnahme eine vorne angebrachte Kontaktleiste.

Der Markt zeigt Interesse

Für Verkauf und Service in der Schweiz und im Fürstentum Lichtenstein steht Ronovatec AG in Verhandlung mit der Robert Aebi Landtechnik AG und die Evaluation von Partnern im Ausland werde noch in diesem Jahr gestartet, sagt Marcus Riva, Geschäftsleiter von Ronovatec AG.
Weitere Informationen: https://www.ronovatec.ch/