Raspberry-Pi-Bastelprojekt: Roboter killt autonom Unkraut mit Sonnenlicht
Unkraut im Garten ist nervig. Ein Bastler hat einen Roboter entwickelt, der es autonom aufspürt und mittels fokussiertem Sonnenlicht zerstört.
(Bild: NathanBuildsDIY (Screenshot))
Ein Bastler hat mithilfe eines Raspberry Pis, Holzbalken, Pappe und Teilen eines alten Fahrrads einen Roboter gebaut, der autonom Unkraut im Garten aufspürt und mit fokussiertem Sonnenlicht verbrennt. Der ziemlich provisorisch aussehende Roboter vereint aber anspruchsvolle Techniken in sich.
Der Roboter besteht aus einem Gerüst aus Holz und besitzt von zwei Gleichstrommotoren angetriebene Hinterräder von einem alten Fahrrad. Angesteuert wird der Roboter von einem Raspberry Pi, der auch die Unkrauterkennung und die genaue Ausrichtung der verwendeten Fresnel-Linse übernimmt, die das Sonnenlicht bündelt und das Unkraut wegbrutzelt.
Mit einer Kamera nimmt der Roboter Bilder vom Boden auf. Die aufgenommenen Kamerabilder laufen durch ein TensorFlow-Lite-Modell, das Unkraut erkennen kann. Das Modell wurde vom Entwickler selbst erstellt. Dazu nahm er Hunderte von Bildern in seinem Garten auf und ordnete sie manuell den Kategorien "Boden", "Pflanze" und "Unkraut" zu. Wird ein Unkraut erkannt, stoppt der Roboter und richtet die Linse mit Servos in drei Dimensionen zur Sonne aus, sodass das Sonnenlicht auf das Unkraut fokussiert wird und es verbrennt.
Empfohlener redaktioneller Inhalt
Mit Ihrer Zustimmmung wird hier ein externes YouTube-Video (Google Ireland Limited) geladen.
Ich bin damit einverstanden, dass mir externe Inhalte angezeigt werden. Damit können personenbezogene Daten an Drittplattformen (Google Ireland Limited) übermittelt werden. Mehr dazu in unserer Datenschutzerklärung.
Das funktioniert in einem zweistufigen Verfahren. Die Bestimmung der groben Position der Sonne erfolgt mit einem "Sonnennachführer". Er besteht aus vier Lichtsensoren, die von einer kreuzartigen Pappstruktur voneinander getrennt sind. Eine Pappe, die die Linse abdeckt, um den Strahl nicht unkontrolliert Dinge am Boden abfackeln zu lassen, hat am Rand vier Aussparungen. Sie werden dazu benutzt, den Strahl zur Sonne auszurichten und exakt mit der Linse zu fokussieren. Das erfolgt mithilfe der Kamera. Der Raspberry Pi wertet die Bilder aus und steuert die Linse so, dass die Sonnenstrahlen, die durch die vier Löcher fallen, genau auf das Unkraut ausgerichtet sind. Die Pappabdeckung der Linse wird hochgeklappt, sobald die Schärfe stimmt. Der konzentrierte Strahl des Sonnenlichts vernichtet dann das Unkraut.
Benutzung unter Aufsicht
Der Entwickler empfiehlt, den Roboter während seiner Arbeit im Auge zu behalten, um nicht doch versehentlich den Garten abzufackeln. Den genauen Bauprozess beschreibt er in einem Video. Die benötigten Bauteile und der Code zur Ansteuerung befinden sich in der Videobeschreibung.
Es gibt bereits ähnliche Ansätze der Unkrautvernichtung durch Roboter, die etwa einen Laser oder Flammenwerfer für die Zerstörung von Unkräutern einsetzen. Neu ist jedoch der kostengünstige Ansatz, einfach das Sonnenlicht dafür zu nutzen. Der größte Vorteil ist allerdings zugleich der größte Nachteil: Der Roboter kann seine Arbeit nur bei Sonnenschein verrichten.
(olb)