Pflanzenproduktion von morgen: Innovation oder Revolution?

Es geht um eine vollautomatische und autonome Pflanzenproduktion.

Man muss sich das so vorstellen: Gewöhnlich fokussiert sich der einzelne Produzent auf eine überschaubare Anzahl an Arbeitsschritten mit dem Ziel einer effizienten Produktion. So gibt es eine Arbeitsteilung vom beispielsweise Samenzüchter über die gekeimte Jungpflanze bis hin zur Ausbringung bei den Landwirten. Dazwischen liegen oftmals lange Lieferwege.

In unserem Fall geht es um ein innovatives, weltweit patentiertes System. Dieses nutzt KI-Technologien, 3D-Bildverarbeitung, adaptive Robotik und laserbasierte Schnittverfahren, um die Produktion von Jungpflanzen effizienter, kostengünstiger und umweltfreundlicher zu gestalten. Die ungeschlechtliche, also klonale Vermehrung von Pflanzen im Labor nimmt weltweit in großem Maße zu. Dieser sehr aufwendige, weil händische Prozess wird – auch und besonders für Produktionen in den reichen Industrieländern – fast vollständig in Billiglohnländern erledigt und die produzierten und empfindlichen Jungpflanzen werden für die Weiterproduktion zu verkaufsfertigen Pflanzen anschließend per Flugzeug zu den verarbeitenden Pflanzenproduzenten geflogen – ökologisch der totale Wahnsinn!

Genau! Generell ist jedoch eine Pflanzenproduktion vor Ort, egal wo auf der Welt, sowohl wirtschaftlich sinnvoll als auch umweltfreundlich. Wir ermöglichen mit unserer innovativen RoBo®Cut-Technologie eine nachhaltige und ressourcenschonende Produktion. Denn wir reduzieren den Bedarf an chemischen Pflanzenschutzmitteln und verbessern so die Qualität der Pflanzen.

Stimmt, aber es ist noch mehr: Die lokale Produktion ist zum einen ein entscheidender Schritt, um weltweit die Versorgungssicherheit mit hochwertigem Pflanzenmaterial zu erhöhen, denn es geht ja in hohem Maße auch um die Ernährungssicherung, wofür hochwertiges Ausgangsmaterial zuverlässig massenhaft hergestellt werden muss. Ein wesentlicher Beiträger hierzu findet sich in der nunmehr verfügbaren Automatisierungslösung, die wir entwickelt haben. Wir erwarten, dass sich der Markt an in vitro produzierten Pflanzen dadurch innerhalb der kommenden rund zehn Jahre mehr als verfünffachen wird.

Wenn man Jungpflanzen vollautomatisiert produzieren will, dann benötigt man eine hochpräzise 3D-Bilderkennung und Deep-Learning-Software. Denn das System muss eine optimale Schnittlinie vornehmen können, damit ein hoher Ertrag erzielt werden kann. Unsere innovative Technologie ermöglicht eine automatisierte, sterile Pflanzenvermehrung auf industriellem Niveau. Damit setzen wir völlig neue Maßstäbe, wenn man es mit den bisherigen manuellen Verfahren vergleicht. Tatsächlich sind wir bis heute auf diesem Feld der automatisierten Jungpflanzenvermehrung unangefochten und haben eine absolute Alleinstellung.

Wir kombinieren, wie gesagt, eine 3D-Bilderkennung und AI/ Deep Learning, adaptive Robotik und Pflanzenwissenschaften miteinander. Dadurch erreichen wir präzise und wiederholbare Schnitte an den Pflanzen. Wir nennen es die Hochdurchsatzpräzision. Diese ist für das Pflanzenwachstum ausgesprochen wichtig. Durch einen berührungslosen Laserschnitt vermeiden wir die Übertragung von Pflanzenkrankheiten. Die super saubere Produktionszelle minimiert das Risiko von Verunreinigungen schließlich gegen null. Und dann ist da noch die Flexibilität unserer Technologie: Wir sind in der Lage, eine Vielzahl von verschiedensten Pflanzenarten zu verarbeiten.

Wie eben schon erwähnt, können wir ganz selbstbewusst sagen: Es gibt bisher keinen Vergleich zu dem, was wir erfunden und entwickelt haben. Der Unterschied liegt darin, dass herkömmliche Automatisierungslösungen, die auf statischen, zyklischen Prozessen basieren, sich ausschließlich um das Handling von Pflanzen beziehen. Unsere Lösung hingegen ermöglicht eine flexible, kontextabhängige Steuerung komplexer Produktionsketten und eben vor allem den Schritt der automatischen Vermehrung – daran hatte sich bislang noch niemand im Markt getraut.

Der Schlüssel liegt in der Integration von Sensordaten, insbesondere durch 3D-Bilderkennung und Echtzeitentscheidungen der KI. Diese Verknüpfung stellt den „IoT-Moment“ dar, bei dem Daten aus verschiedenen Quellen miteinander verbunden werden, um einen bisher unerreichten Automatisierungsgrad zu erreichen. RoBo®Cut hat eine der größten Herausforderungen in der Automatisierung, den „Griff in die Kiste“, durch die präzise Erkennung einzelner Strukturen in einem komplexen Umfeld gelöst. Darüber hinaus sorgt der KI-gestützte Laserschnitt für sterile, präzise und verlustfreie Schnitte, was die Pflanzenqualität entscheidend verbessert.

Ja, so sehen wir das. Die Fähigkeit, Pflanzen effizient und in großen Stückzahlen zu skalieren, beschleunigt die Einführung neuer Sorten und ist entscheidend für die Sicherstellung der Ernährung, insbesondere in Zeiten des Klimawandels. Eine saubere, saisonunabhängige und ressourcenschonende Methode unterstützt moderne Agrarsysteme wie Controlled Environment Agriculture (CEA) und zirkuläre Produktionssysteme, die auf den Schutz und die Renaturierung stark strapazierter Flächen abzielen und somit zur Biodiversität und zum Naturschutz beitragen.

Die Massenproduktion von Pflanzen ist das, was uns Versorgungssicherheit gibt. Sie ist nicht mehr wegzudenken, wenn wir auf die globalen Bedarfe schauen.

Die ersten RoBo®Cut-Systeme werden 2025 an Großkunden und Entwicklungspartner ausgeliefert. Die Ergebnisse unserer Kunden nutzen wir, um die KI für höchste Genauigkeit zu optimieren und manuelle Produktionsprozesse gemäß den Anforderungen der Kunden in die Automatisierung zu übertragen. Parallel dazu erfolgen die Konstruktion und der Bau der Maschinen. Unsere Kunden können ihr maßgeschneidertes System innerhalb von acht Monaten nach Bestellung erhalten und mit der Produktion beginnen.

Die Marktforschung zeigt, dass der Bedarf an Pflanzen für die Tissue Culture (TC) im Jahr 2020 bei rund 60 Milliarden Pflanzen lag, während die Produktion nur etwa 8 Milliarden Pflanzen betrug, was eine jährliche Verfügbarkeitslücke von etwa 52 Milliarden Pflanzen ergibt. Die gesamte adressierbare Marktgröße für vegetativ vermehrte Pflanzen wurde auf 18 Billionen Pflanzen im Jahr 2020 geschätzt, mit einem Marktwert von 4,5 Billionen USD und einer jährlichen Wachstumsrate von 4 bis 7%. Der Markt für Arzneipflanzen, einschließlich Cannabis, wird bis 2029 auf etwa 600 Milliarden Pflanzen und einen Wert von rund 150 Milliarden USD geschätzt. Unsere Technologie sehen wir als Schlüsseltechnologie, um diese Marktlücken zu schließen und den Bedarf an effizient produzierten Pflanzen zu decken.

Hier liegt die Revolution bei der vegetativen Pflanzenvermehrung, indem sie die automatisierte und autonome Produktion von Pflanzen in industriellem Maßstab ermöglicht. Denn bisher ist die Branche auf manuelle Methoden der Pflanzenproduktion angewiesen. Wir helfen, in einer bisher arbeitsintensiven, globalisierten Pflanzenvermehrung den negativen CO2-Fußabdruck zu reduzieren. RoBo®Cut unterstützt moderne Agrarsysteme, wie das bereits genannte CEA, sowie zirkuläre Produktionssysteme. Durch diese werden stark beanspruchte Flächen entlastet, die Renaturierung gefördert und die Biodiversität erhalten. Die Technologie deckt die wachsende Nachfrage nach verschiedenen pflanzlichen Rohstoffen ab, darunter Kartoffeln, Bananen, Beerenfrüchte sowie Wurzelstöcke für Bäume wie Mandeln, Kirschen und Oliven, und auch exotische Pflanzen wie Ananas, Dattelpalmen, Ölpalmen, Kaffee- und Kakaobäume sowie Heilpflanzen wie Cannabis. Dies fördert nicht nur die lokale Produktion und reduziert die Abhängigkeit von globalen Lieferketten, sondern trägt auch zur Ernährungssicherung und zur Unterstützung der Bioökonomie bei. Wir leisten somit einen wesentlichen Beitrag zur Erreichung der UN-Nachhaltigkeitsziele, insbesondere zur Sicherstellung der Nahrungsmittelversorgung, zum Schutz der Ökosysteme und zur Reduzierung des CO2-Ausstoßes. Die Technologie unterstützt die Entwicklung nachhaltiger Anbaumethoden und trägt zur Reduktion der Umweltbelastungen bei, indem sie den Ressourcenverbrauch optimiert und die Produktion von Pflanzen in Europa wieder rentabel macht.

Damit ist RoBo®Cut nicht nur eine technologische Innovation, sondern auch ein bedeutender Schritt hin zu einer nachhaltigeren und effizienteren Pflanzenproduktion, die den Herausforderungen des Klimawandels und der globalen Ressourcenknappheit begegnet.