DE102021114014A1

DE102021114014A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Bearbeiten von Pflanzen

Info

Publication number: DE102021114014A1
Application number: DE102021114014.5A
Authority: DE
Inventors: Stephan Von Rundstedt; Friederike von Rundstedt; Adrian Leu
Original assignee: Robotec Ptc GmbH
Current assignee: Robotec Ptc GmbH
Priority date: 2021-05-31
Filing date: 2021-05-31
Publication date: 2022-12-01
Also published as: BR112023025022A2; EP4346373A1; WO2022253523A1

Abstract

Die Erfindung schafft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Bearbeiten von Pflanzen, durch welches die Bearbeitung von Pflanzen zeit- sowie kosteneffizient durchführbar wird. Das wird dadurch erreicht, dass eine Vorrichtung (10) zum Bearbeiten von mindestens einer Pflanze (12) mindestens eine Fördereinrichtung (14) zum Transportieren der Pflanze (12), mindestens eine Bilderkennungseinrichtung, mindestens ein Greifmittel (11) zum gezielten Ablegen der Pflanze (12) auf der Fördereinrichtung (14) und mindestens ein Bearbeitungsmittel (13) zum Bearbeiten der auf der Fördereinrichtung (14) liegenden Pflanze (12) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bearbeiten von Pflanzen gemäß dem Anspruch 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Bearbeiten von Pflanzen gemäß dem Anspruch 11.
Pflanzen, wie beispielsweise Zier- und Nutzpflanzen, lassen sich nahezu voll automatisiert vermehren sowie bearbeiten. Aufgrund des zunehmenden Bedarfs an Pflanzen sowie pflanzlichen bzw. organischen Materials ist die Nachfrage an Zier- sowie Nutzpflanzen in den letzten Jahren rapide gestiegen. Daher besteht ein großes Interesse daran, sowohl die Vermehrung als auch die Bearbeitung der einzelnen Pflanzen zu industrialisieren, um besonders kosten- sowie zeiteffizient arbeiten zu können.
Bei bekannten Verfahren können einzelne Pflanzen ergriffen, von einer Bilderkennungseinrichtung erfasst und sodann durch ein Bearbeitungsmittel für Vermehrungszwecke bearbeitet bzw. zerschnitten werden. Bei diesem vegetativen Vermehrungsverfahren bzw. Klonen von Pflanzen kann nahezu vollständig auf den Einsatz von kostenintensiven Personal verzichtet werden. Auch wenn sich durch die bekannten Verfahren ein qualitativ hochwertiges Ergebnis erzielen lässt, so ist doch die Quantität der bearbeiteten Pflanzen, die durch diese Verfahren erreichbar ist, verhältnismäßig gering. Insbesondere für die weitere Industrialisierung der Bearbeitung von Pflanzen reicht die bisherige Bearbeitungsrate mittels semi- oder vollautomatisierten Verfahren nicht aus.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Bearbeiten von Pflanzen zu schaffen, durch welches die Bearbeitung von Pflanzen zeit- sowie kosteneffizient durchführbar wird.
Eine Lösung dieser Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 beschrieben. Demnach ist es vorgesehen, dass eine Vorrichtung zum Bearbeiten von mindestens einer Pflanze mindestens eine Fördereinrichtung zum Transportieren der Pflanze, mindestens eine Bilderkennungseinrichtung, mindestens ein Greifmittel zum gezielten Ablegen der Pflanze auf der Fördereinrichtung und mindestens ein Bearbeitungsmittel zum Bearbeiten der auf der Fördereinrichtung liegenden Pflanze aufweist. Bei der hier beschriebenen Erfindung sollen vorzugsweise sowohl Zierpflanzen, wie beispielsweise Beet- und Balkonpflanzen, aber auch Nutzpflanzen, wie beispielsweise Obstgehölze, Hanf oder Kartoffeln, bearbeitet werden. Darüber hinaus ist es natürlich denkbar, dass auch weitere Pflanzen gemäß der hier beschriebenen Erfindung bearbeitbar sind. Durch das gezielte Ablegen der Pflanze auf der Fördereinrichtung kann die nachfolgende Bearbeitung der Pflanze durch das Bearbeitungsmittel besonders zeiteffizient erfolgen.
Bei bekannten Vorrichtungen wurde die Pflanze in einer gehaltenen Stellung von der Bearbeitungseinrichtung bearbeitet. Dadurch ist das Greifmittel zum Halten der Pflanze, bei der es sich beispielsweise um einen Greifer oder um eine Pinzette handeln kann, während des Bearbeitungsprozesses belegt und kann keine weitere Funktion ausführen. Die Verlagerung der Bearbeitung der Pflanze auf die Fördereinrichtung führt zu dem Vorteil, dass das Greifmittel nach dem Ablegen der Pflanze auf die Fördereinrichtung bereits eine nächste Pflanze ergreifen und auf der Fördereinrichtung ablegen kann. Da die Pflanze bereits gezielt auf der Fördereinrichtung abgelegt ist, bedarf es kein weiteres Greifmittel oder eine Fixierung der Pflanze auf der Förderereinrichtung. Die Pflanze kann auf der Fördereinrichtung liegend bearbeitet werden. Dadurch kann eine Vielzahl von Pflanzen gleichzeitig oder zeitnah aufeinanderfolgend auf der Fördereinrichtung liegend bearbeitet werden, während das mindestens eine Greifmittel weitere Pflanzen oder Pflanzenbestandteile auf der Fördereinrichtung ablegt. Durch den Einsatz dieser Vorrichtung kann somit der Prozess der Pflanzenbearbeitung beschleunigt werden, wodurch sich gleichzeitig auch die Kosten des Prozesses reduzieren lassen.
Ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung kann es vorsehen, dass die Bilderkennungseinrichtung mindestens eine Kamera, vorzugsweise zwei, drei oder mehr Kameras, zur Aufnahme eines 2D-oder 3D-Bildes der Pflanze aufweist und wobei die Bilderkennungseinrichtung über ein neuronales Netzwerk verfügt, durch welches die Pflanze sowie einzelne Bestandteile und Merkmale der Pflanze erkennbar sind und anhand der erkannten Muster und Merkmale der Pflanze selbige gezielt durch das Greifmittel auf der Fördereinrichtung ablegbar und durch das Bearbeitungsmittel bearbeitbar ist. Durch den Einsatz einer künstlichen Intelligenz (KI) lassen sich einzelne Merkmale sowie Muster der Pflanze bzw. der Pflanzenbestandteile sehr genau bestimmen. Diese Aufgabe war bisher nur durch Personen durchführbar, da jede Pflanze individuell ausgebildet ist und daher die automatische Bestimmung geeigneter Bearbeitungspositionen nicht oder nur sehr ungenau möglich war. Durch den Einsatz neuronaler Netzwerke lässt sich die Vorrichtung bzw. die Bilderkennungseinrichtung für jede beliebige Pflanze derart antrainieren, dass mit einer hohen Treffergenauigkeit genau die Positionen an der Pflanze bestimmbar sind, die sich besonders gut für die Bearbeitung eignen. Insbesondere durch die hohe Durchsatzrate von bearbeiteten Pflanzen wird das neuronale Netzwerk fortwährend trainiert und dadurch sogar noch verbessert. Nach der Ermittlung dieser geeigneten Positionen kann die Pflanze genau so auf die Oberfläche des Förderers abgelegt werden, dass sie für das Bearbeitungsmittel besonders einfach erreichbar ist. Dadurch kann sowohl die Bearbeitungsgeschwindigkeit sowie die Bearbeitungsgenauigkeit erhöht werden.
Vorzugsweise ist es weiter vorgesehen, dass das Bearbeitungsmittel mindestens ein Werkzeug, nämlich eine Schere, ein Skalpell, einen heißen Draht, einen Laserstrahl, einen Plasmastrahl, einen Wasserstrahl, eine Pinzette, eine Zange, einen Spachtel oder dergleichen aufweist, wobei das Werkzeug, insbesondere durch einen Roboterarm, im dreidimensionalen Raum gezielt bewegbar ist. Durch den Roboterarm ist es möglich, das Werkzeug genau in die Position zu bringen, welche von dem neuronalen Netzwerk als besonders geeignet für die Bearbeitung der Pflanze ermittelt wurde. Durch das Bearbeitungsmittel lässt sich beispielsweise die Pflanze für Vermehrungszwecke zerschneiden. Gleichermaßen ist es denkbar, dass durch eine Zange lediglich Bestandteile einer Pflanze abgetrennt werden. Außerdem ist es denkbar, dass die Pflanze durch das Bearbeitungsmittel mit elektromagnetischer Strahlung einer bestimmten Wellenlänge beaufschlagt wird, um das Wachstum zu beschleunigen.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung kann es vorsehen, dass es sich bei der Fördereinrichtung um einen Gurtförderer, insbesondere um einen Drahtgurtförderer, einen Stahl- oder Metalldrahtgurtförderer, handelt, wobei das Material des Förderers vorzugsweise elektromagnetische Strahlen reflektiert und/oder durchlässig für ein Fluid ist. Insbesondere bei der Verwendung eines Lasers als Bearbeitungsmittel ist es wesentlich, dass die Fördereinrichtung durch die Bestrahlung mit dem Laser nicht zerstört wird. Auch beim Einsatz eines Skalpells oder eines Plasmastrahls muss dafür gesorgt werden, dass die Fördereinrichtung beim Einsatz der genannten Werkzeuge keinen Schaden nimmt. Gleichzeitig ist es jedoch auch wichtig, dass die Fördereinrichtung wenigstens regelmäßig sterilisierbar ist. Daher bietet sich ein Drahtgurtförderer für das hier beschriebene Verfahren besonders gut an.
Insbesondere sieht es die Erfindung vor, dass das Bearbeitungsmittel, insbesondere das Werkzeug, relativ, insbesondere synchronisiert, zu der Fördereinrichtung mit bewegbar ist, wobei die Relativgeschwindigkeit des Werkzeugs zu der Pflanze während der Bearbeitung der Pflanze 0 m/s beträgt. Bei dieser wenigstens kurzfristigen synchronisierten Bewegung des Werkzeugs mit der Pflanze wird selbiges durch den Roboterarm gerade derart nachgeführt, dass die Bearbeitung an der Pflanze durchführbar ist. In der Regel dauert die Bearbeitung lediglich wenige Sekunden oder sogar nur einen Bruchteil einer Sekunde, sodass die synchronisierte Bewegung nur kurzzeitig aufrechtgehalten werden muss. Gleichzeitig ist es auch denkbar, dass die Fördereinrichtung kurzfristig angehalten wird, damit die Bearbeitung durchführbar ist. Die synchronisierte Relativbewegung zwischen der Pflanze und dem Werkzeug wird durch die Steuereinheit geregelt. Die Steuereinheit berücksichtigt dabei sowohl die Position der Pflanze auf der Fördereinrichtung, die Geschwindigkeit der Fördereinrichtung sowie die Ausgangslage des Bearbeitungsmittels. Darüber hinaus wird die an der Pflanze durchzuführende Bearbeitung berücksichtigt.
Weiter ist es erfindungsgemäß denkbar, dass es sich bei dem Bearbeitungsmittel um einen Laser handelt, dessen Fokus mit der auf der Fördereinrichtung transportierten Pflanze nachführbar ist. Der Laser an sich hält somit seine Position bei, während lediglich der Fokus der Bewegung der Pflanze folgt. Dies kann beispielsweise erreicht werden durch ein Spiegelsystem, wobei die Spiegel beweglich gelagert und derart steuerbar sind, dass der Fokus stets im Bereich der Pflanze liegt. Die Anordnung der mehreren Spiegel kann dabei entlang der gesamten Fördereinrichtung liegen, damit der Laser die Pflanze an jedem Ort auf der Fördereinrichtung erreichen kann.
Bevorzugt kann es weiter vorgesehen sein, dass an der Fördereinrichtung mehrere, vorzugsweise verschiedene, Bearbeitungsmittel angeordnet sind, um an der Pflanze aufeinanderfolgende Bearbeitungsschritte durchzuführen und/oder um parallel mehrere Pflanzen gleichzeitig zu bearbeiten. Es ist denkbar, dass insbesondere für letztere Option für die Bearbeitung der Pflanze verschiedene Werkzeuge einzusetzen sind. Diese Werkzeuge können unterschiedlichen Bearbeitungsmitteln bzw. unterschiedlichen Roboterarmen zugeordnet sein, die nacheinander folgend die Pflanze bearbeiten. Gleichzeitig ist es denkbar, dass die Roboterarme mit identischen Werkzeugen ausgestattet sind und mehrere auf der Fördereinrichtung abgelegte Pflanzen gleichzeitig von jeweils einem Bearbeitungsmittel bearbeitet werden. Durch diese parallele Bearbeitung mehrerer Pflanzen kann das gesamte Verfahren besonders zeiteffizient gestaltet werden. Bei der aufeinanderfolgenden Bearbeitung der Pflanze mit verschiedenen Werkzeugen stellt es sich als besonders vorteilhaft dar, dass die Pflanze fortwährend auf der Fördereinrichtung liegt. D. h., dass die Pflanze nicht für jeden weiteren Bearbeitungsschritt erneut ergriffen und ausgerichtet werden muss. Auch hierdurch lässt sich ein signifikantes Zeitersparnis erzielen.
Es ist denkbar, dass an einem Ende der Fördereinrichtung mindestens ein weiteres Greifmittel angeordnet ist, um die bearbeitete Pflanze oder einen Bestandteil der Pflanze gezielt zu ergreifen und einen weiteren Bearbeitungsschritt auszuführen. Weiter kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass die bearbeitete Pflanze ergriffen und einem Nährmedium zugeführt wird. Auch ist es denkbar, dass die Pflanze oder der Bestandteil einer Pflanze von dem Greifmittel umgesetzt wird, um weiter bearbeitet zu werden.
Vorzugsweise kann es die Erfindung vorsehen, dass die Vorrichtung über einen sterilen oder nicht sterilen Bearbeitungsraum verfügt, in dem die mindestens eine Fördereinrichtung, die mindestens eine Bilderkennungseinrichtung, das mindestens eine Greifmittel und das mindestens eine Bearbeitungsmittel angeordnet ist, wobei der sterile Bearbeitungsraum über mindestens eine Einführ- und mindestens eine Ausführschleuse verfügt; abhängig von der vorzunehmenden Bearbeitung, bei der eine sterile Umgebung zwingend erforderlich ist oder nicht. Für unkritische Bearbeitungsschritte ist es denkbar, dass die hier beschriebene Vorrichtung offen in einem Raum steht und der Umgebungsluft ausgesetzt ist. Alternativ ist es auch denkbar, dass die gesamte Vorrichtung von einem Raum umschlossen wird, in dem eine sterile Atmosphäre herrscht und regelmäßig entsprechend gereinigt wird.
Nützlich kann es hierfür außerdem sein, dass mehrere parallele Fördereinrichtungen, die mit gleicher oder unterschiedlicher Geschwindigkeit betreibbar sind, jeweils mindestens eine Pflanze transportieren, die von mehreren Bearbeitungsmitteln gleichzeitig bearbeitbar sind. Dadurch kann das Verfahren abhängig von der Pflanze und abhängig von der durchzuführenden Bearbeitung auf unterschiedlichen Fördereinrichtungen unterschiedlich schnell durchgeführt werden. Es ist außerdem denkbar, dass die Pflanze oder der Pflanzenbestandteil während der Bearbeitung von einer Fördereinrichtung auf eine andere mit einer anderen Fördergeschwindigkeit umgesetzt wird. So sind beispielsweise Pflanzenbestandteile, für die es keine weitere Verwendung gibt, auf einen schnellen Förderer umsetzbar, um diesen Ausschuss möglichst schnell aus dem Arbeitsbereich zu entfernen, während der Rest der Pflanze noch weiter bearbeitet wird.
Ein Verfahren zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe weist die Maßnahmen des Anspruchs 11 auf. Demnach sieht es die Erfindung vor, dass mindestens eine Pflanze von einer Bilderkennungseinrichtung erfasst wird und diese Bilderkennungseinrichtung Muster und Merkmale der Pflanze erkennt. Im Weiteren legt ein Greifmittel die mindestens eine Pflanze gezielt auf eine Fördereinrichtung zum Transportieren der Pflanze ab. Ein wesentlicher Kern der Erfindung besteht darin, dass die mindestens eine Pflanze sodann liegend auf der Fördereinrichtung von mindestens einem Bearbeitungsmittel bearbeitet wird. Durch das vorherige Erfassen von Mustern und Merkmalen der Pflanze durch die Bilderkennungseinrichtung lässt sich die Pflanze nicht nur gezielt ablegen, sondern auch sogleich von den Bearbeitungsmitteln gezielt bearbeiten. Dadurch lässt sich im gesamten Verfahren zur Bearbeitung der Pflanze ein Prozessschritt einsparen. Wenn bisher die Pflanze am Greifer hängend bearbeitet wurde, erfolgt dies nun auf der Fördereinrichtung. Das hat zur Konsequenz, dass das Greifmittel bereits frei ist, um eine weitere Pflanze der Bilderkennungseinrichtung zuzuführen bzw. auf der Fördereinrichtung abzulegen. Durch diese Verlagerung der Bearbeitung auf die Fördereinrichtung kann somit das gesamte Verfahren wesentlich zeit- und kosteneffizienter gestaltet werden.
Die Erfindung sieht es auch vor, dass neben einzelnen oder mehreren Pflanzen bzw. Stecklingen auch „Teppiche“ von (in vitro) Pflanzen von der Bilderkennungseinrichtung von oben erfasst und dann entsprechend bearbeitet werden. Eine Bearbeitung könnte das Zerschneiden in einzelne Stücke sein. Gleichermaßen umfasst die Erfindung die Bearbeitung von getopften Pflanzen oder Pikierschalen. Auch hier kann es vorgesehen sein, dass die Bilderkennungseinrichtung die Pflanzen erfasst und analysiert und dann einzelne Kopfstecklinge gezielt mit einem Werkzeug, vorzugsweise einer schneidenden Pinzette, die insbesondere auch sterilisiert werden kann, bearbeitet bzw. abgezwickt. Die einzelnen bearbeiteten bzw. abgezwickten Bestandteile können dann auf einer separaten Fördereinrichtung abgelegt werden.
Vorzugsweise sieht es die Erfindung weiter vor, dass von mindestens einer Kamera der Bilderkennungseinrichtung Bilder von der Pflanze aufgenommen werden, und von einem neuronalen Netzwerk auf Basis dieser Bilder Positionen an der Pflanze ermittelt werden, an denen eine, vorzugsweise von einer Person vorausgewählte, Bearbeitung durch das Bearbeitungsmittel besonders effizient durchführbar ist, wobei die Pflanze bei der Aufnahme der Bilder von dem Greifmittel gehalten wird oder bereits auf der Fördereinrichtung liegt. Durch die auf künstlicher Intelligenz (KI)-basierte Erkennung der Pflanze bzw. von Positionen, die sich besonders gut für die Bearbeitung der Pflanze eignen, kann das Verfahren nicht nur automatisiert werden, sondern erreicht auch eine sehr hohe Genauigkeit. Durch eine optionale Vorauswahl einer Bearbeitung durch eine Person kann die KI bzw. das neuronale Netzwerk genau nach den Positionen an der Pflanze suchen, die sich für diese vorausgewählte Bearbeitung eignen. Gleichermaßen ist es auch denkbar, dass die Bearbeitung nicht vorausgewählt wird, und die KI der Person anhand der erkannten Muster oder Merkmale verschiedene Optionen für eine Bearbeitung vorgibt. Je nach Anwendungsfall oder Vorstellung erfolgt die Positionsbestimmung an der Pflanze im gehaltenen oder im liegenden Zustand.
Insbesondere ist es außerdem denkbar, dass die Pflanze in Abhängigkeit von der durch das neuronale Netzwerk ermittelten Position von dem Greifmittel auf die Fördereinrichtung abgelegt wird, und zwar derart, dass die Pflanze direkt und optimal von dem Bearbeitungsmittel bearbeitbar ist. Das Greifmittel, bei dem es sich sowohl um eine Pinzette, einen Saugnapf oder dergleichen handeln kann, ist an einem Roboterarm befestigt, der im dreidimensionalen Raum frei beweglich ist. Nach der Ermittlung der optimalen Bearbeitungsposition an der Pflanze wird diese genau derart auf die Fördereinrichtung abgelegt, dass im folgenden Schritt die Pflanze direkt von den Bearbeitungsmitteln bearbeitet werden kann. Wenn die Pflanze nicht in einem Schritt optimal abgelegt werden kann, ist es außerdem denkbar, dass das Greifmittel in einem zweiten Schritt die Pflanze erneut aufgreift und umpositioniert, damit das Bearbeitungsmittel die Bearbeitung vornehmen kann.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung sieht es vor, dass mehrere Greifmittel gleichzeitig Pflanzen auf der Fördereinrichtung ablegen. Dadurch lassen sich die mehreren Pflanzen hintereinander oder gleichzeitig von einem oder mehreren Bearbeitungsmittel bearbeiten.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung kann es vorsehen, dass mehrere Pflanzen, in Abhängigkeit von den durch das neuronale Netzwerk ermittelten Positionen, von dem Greifmittel nebeneinander auf die Fördereinrichtung abgelegt werden, und zwar derart, dass die mehreren Pflanzen direkt und optimal in einem Prozessschritt von dem Bearbeitungsmittel bearbeitbar sind. Bei einem möglichen Ausführungsbeispiel werden die Pflanzen derart nebeneinander gelegt, dass beispielsweise ein Laser oder ein Skalpell mit einem Schnitt mehrere Pflanzen gleichzeitig zerschneidet. Gleichermaßen können mehrere nebeneinander angeordnete Pflanzen gleichzeitig mit einer elektromagnetischen Strahlung beaufschlagt werden, um beispielsweise das Wachstum zu stimulieren. Durch dieses gezielte Ablegen und das kollektive Behandeln mehrerer Pflanzen lässt sich das gesamte Verfahren sehr viel effizienter gestalten, als wie bisher. Diese Ausführungsform kann es auch vorsehen, dass auf der Fördereinrichtung eine Sortierung der einzelnen Pflanzen stattfindet und die Pflanzen gruppenweise von dem Bearbeitungsmittel bearbeitet werden.
Die Erfindung kann es außerdem vorsehen, dass nach der Bearbeitung der Pflanze oder der Vielzahl von Pflanzen durch das oder die Bearbeitungsmittel, die mindestens eine Pflanze oder die Bestandteile mittels der Bilderkennungseinrichtung, dem neuronalen Netzwerk und/oder dem Algorithmen sortieren werden. So ist es denkbar, dass z. B. Basisstücke in einem sterilen Bereich verbleiben und zur weiteren in vitro Vermehrung in sterile Becher mit Nährböden befördert werden. Stecklinge können z.B. bei einer definierten Länge (Kopf- oder Teilstecklinge) aus dem sterilen Bereich transportiert und in ein plug-System, insbesondere in eine automatisierbare Produktform, einen gärtnerischen Tray mit z. B. Erdsubstrat/Plugs gesteckt werden. Gleichermaßen ist es denkbar, dass die einzelnen Pflanzen und/oder die Bestandteile der Pflanzen generell oder gezielt nach ihrer Form, Größe, Länge, Anzahl der Blätter, Qualität, Farbe und sonstigen qualitativen sowie quantitativen Eigenschaften sortiert werden. Insbesondere durch das Ablegen oder den Transport der Pflanzen bzw. der Bestandteile auf der Fördereinrichtung gestaltet sich der bilderkennungsbasierte Sortierprozess als besonders zeiteffizient. Durch die Sortierung erfolgen auch die nachfolgenden Prozesse auf eine sehr zeit- und somit kosteneffiziente Art und Weise. Zum Umsetzen bzw. Sortieren der Pflanzen wird das mindestens eine Greifmittel verwendet. Für den Sortierprozess können außerdem mehrere Fördereinrichtungen verwendet werden. Auch zusätzliche Sortiermittel, wie Container, Magazine, Boxen, Kartons, etc. können verwendet werden.
Ein besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann es vorsehen, dass der Fördereinrichtung zwei, drei oder mehr, insbesondere verschiedene, Bearbeitungsmittel zugeordnet werden und eine Pflanze, die auf der Fördereinrichtung transportiert wird, aufeinanderfolgend von den Bearbeitungsmitteln bearbeitet wird. Durch die Zuordnung mehrerer Bearbeitungsmittel zu der Fördereinrichtung ist es möglich, an der Pflanze mehrere aufeinanderfolgende Bearbeitungsschritte durchzuführen. Als Beispiel sei hier genannt, das Schneiden einer Pflanze bzw. das Abtrennen eines Klons, und das darauffolgende Bestrahlen der Schnittfläche, um beispielsweise das Wachstum zu stimulieren oder die Schnittfläche zu sterilisieren. Darüber hinaus sind weitere Bearbeitungsschritte denkbar, die nacheinander an der Pflanze durchgeführt werden. Auch hier ist es denkbar, dass mehrere aufeinanderfolgende Bearbeitungsschritte nicht bei allen auf der Fördereinrichtung transportierten Pflanzen durchgeführt werden, sondern nur bei denen, für die eine entsprechende Bearbeitung festgelegt wurde.
Alternativ ist es darüber hinaus denkbar, dass der Fördereinrichtung zwei, drei oder mehr, insbesondere verschiedene Bearbeitungsmittel zugeordnet werden und durch diese Bearbeitungsmittel mehrere Pflanzen gleichzeitig bearbeitet werden. Durch dieses parallele Bearbeiten mehrerer Pflanzen durch jeweils ein Bearbeitungsmittel kann sowohl die Zeiteffizienz als auch die Kostenstruktur des Verfahrens erheblich verbessert werden. Eine Weiterentwicklung kann es vorsehen, dass mehrere Pflanzen auf mehreren parallelen Fördereinrichtungen parallel und gleichzeitig von mehreren Bearbeitungsmitteln bearbeitet werden oder mehrere Pflanzen auf mehreren parallelen Fördereinrichtungen nacheinander von einem Bearbeitungsmittel bearbeitet werden.
Vorzugsweise ist es denkbar, dass die Bearbeitungsmittel zum Bearbeiten der Pflanze, insbesondere ein Werkzeug der Bearbeitungsmittel, wenigstens abschnittsweise mit der Pflanze, die auf der Fördereinrichtung liegt, mitbewegt werden. Durch diese synchronisierte Bewegung des Werkzeugs mit der Pflanze kann ein kontinuierlicher Transport der Pflanze durch die Fördereinrichtung realisiert werden. Diese kontinuierliche Bewegung der Fördereinrichtung führt zu einer besonders zeiteffizienten Bearbeitung der Pflanze. Da das Werkzeug des Bearbeitungsmittels an einem Roboterarm angelenkt ist, kann das Werkzeug ohne weiteres wenigstens abschnittsweise der Bewegung der Pflanze folgen.
Bei dem Ausführungsbeispiel, bei dem das Bearbeitungsmittel als Laser ausgebildet ist, kann der Fokus des Lasers derart manipuliert werden, dass er sich mit der Pflanze auf der Fördereinrichtung mitbewegt. Dadurch kann die maximale Strahlungsintensität des Lasers genau auf der Pflanze generiert werden. Das Nachführen des Fokus erfolgt beispielsweise durch ein Nachführen von mehreren Spiegeln. Durch dieses synchronisierte Nachführen der Spiegel ist der Laser über weite Abschnitte mit der Pflanze nachführbar.
Alternativ ist es auch denkbar, dass die Fördereinrichtung kontinuierlich oder periodisch oder taktweise betrieben wird, wobei bei periodischen oder taktweisen Betrieb der Fördereinrichtung für die Bearbeitung der Pflanze die Fördereinrichtung kurz angehalten wird. Dieses taktweise Anhalten ist mit der Bearbeitung mindestens einer Pflanze durch mindestens ein Bearbeitungsmittel synchronisiert. Es ist aber auch denkbar, dass bei jedem Anhalten der Fördereinrichtung eine Vielzahl von Bearbeitungsmitteln jeweils eine Pflanze bearbeitet. Durch diesen taktweisen Betrieb der Fördereinrichtung ist ein Nachführen des Bearbeitungsmittels nicht notwendig. Gleichzeitig lässt sich ein hoher Durchsatz von bearbeiteten Pflanzen erreichen.
Bei der Bearbeitung der Pflanze kann es sich um einen Schnitt der Pflanze, eine Klonierung, eine Probenentnahme, eine Meristemierung, Mikro Grafting, eine punktuelle Bearbeitung des Pflanzengewebes, eine Wachstumsstimulation, eine Bestrahlung der Pflanze zur Bioaktivierung und/oder Pathogeneliminierung, Brechung der Keimruhe durch Perforation einer Samenschale, Bearbeitung sowie Behandlung von Samen, Samenschalen, Embryonen, Zygoten, Proembryonen, Bearbeitung sowie Behandlung von Pflanzenorganen zur in vitro Kultur, wie Meristem, Achselknospen, Wurzelspitzen, Blatt- und Blütenstielstücke, Adventivsprossen, Kalluskulturen, Einzelzellen, Mikrosporen, Fruchtknoten, Antheren, Pollen, Früchte und Mikrostecklinge, Behandlung gegen Bakterien und Pilzsporen oder dergleichen handeln. Darüber hinaus ist es auch denkbar, dass noch weitere Bearbeitungen der Pflanzen bzw. von Pflanzenbestandteilen mittels des hier beschriebenen Verfahrens durchgeführt werden.
Schließlich kann es die Erfindung außerdem vorsehen, dass die Bearbeitung der Pflanze in einer sterilen oder in einer nicht sterilen Umgebung erfolgt, wobei die mindestens eine Pflanze automatisch in die sterile Umgebung hinein und automatisch wieder aus der sterilen Umgebung heraus transportiert wird. So kann beispielsweise, sofern es die Bearbeitung der Pflanze zulässt, das hier beschriebene Verfahren offen, d. h. unter normaler Raumatmosphäre, durchgeführt werden. Sofern erforderlich, kann das Verfahren allerdings auch abgeschlossen in einem sterilisierbaren Raum durchgeführt werden. Dieser Raum ist regelmäßig bzw. nach jeder Bearbeitung oder nach jedem Bearbeitungsschritt, zu sterilisieren. Damit keine Keime und dergleichen in diesen Raum hinein geführt werden, kann ein entsprechendes Schleusensystem vorgeschaltet werden. Vor Eintritt in den Bearbeitungsraum wird sodann die Pflanze und gegebenenfalls der Behälter, in dem die Pflanze transportiert wird, sterilisiert. Auf diese Weise können durch das vorliegende Verfahren nicht nur die Kosten- sowie Zeiteffizienz erhöht werden, sondern auch eine sehr hohe Qualität der Pflanzenbearbeitung erreicht werden.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben. In dieser zeigen:

1 eine Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung,
2 eine Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der Vorrichtung,
3 eine Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels der Vorrichtung,
4 eine Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels der Vorrichtung,
5 eine Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels der Vorrichtung, und
6 eine Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels der Vorrichtung.

Das in der 1 dargestellte Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 10 zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist im Wesentlichen ein Greifmittel 11 auf zum Ergreifen einer Pflanze 12, ein Bearbeitungsmittel 13 sowie eine Fördereinrichtung 14. Außerdem weist die Vorrichtung 10 eine Bilderkennungseinrichtung auf, die bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel drei Kameras 15 umfasst. Optional ist es denkbar, dass dieses Ausführungsbeispiel ein weiteres Greifmittel 16 aufweist, welches einem Endabschnitt 17 der Fördereinrichtung 14 zugeordnet ist. Schließlich umfasst die Vorrichtung 10 eine Steuereinheit 18, in der sowohl die Steuerung der Greifmittel 11, 16 des Bearbeitungsmittels 13, der Fördereinrichtung 14 sowie die Bilderkennung integriert sein kann.
Die Greifmittel 11, 16 weisen einen Greifer zum Ergreifen der Pflanze 12 auf. Bei diesem Greifer kann es sich sowohl um eine Pinzette, eine Klemmeinrichtung oder eine Saugeinrichtung handeln. Der Greifer sollte derart ausgestaltet sein, dass die Pflanze 12 beim Ergreifen nicht bzw. nicht wesentlich beschädigt wird. Der Greifer verfügt über einen Roboterarm, mit dem er punktgenau im dreidimensionalen Raum bewegbar ist. So lässt sich durch den Greifer wenigstens nahezu jeder beliebige Bereich im Umfeld der Kameras 15 und der Fördereinrichtung 14 erreichen.
Bei dem in der 1 beispielhaft dargestellten Bearbeitungsmittel 13 handelt es sich um ein Werkzeug, welches über einen Roboterarm im dreidimensionalen Raum beweglich gelagert ist. Bei diesem Werkzeug kann es sich beispielsweise um eine Schere, ein Skalpell, einen heißen Draht, einen Laserstrahl, einen Plasmastrahl, einen Wasserstrahl, eine Pinzette, eine Zange, einen Spachtel oder dergleichen handeln. Durch dieses Werkzeug ist die Pflanze bzw. ein Bestandteil der Pflanze bearbeitbar. Je nach Wahl des Werkzeugs bzw. nach Art des Werkzeugs lassen sich die verschiedensten Bearbeitungen an der Pflanze vornehmen. Bei dem Ausführungsbeispiel bei dem das Bearbeitungsmittel 13 als laser ausgebildet ist, kann es vorgesehen sein, dass der Laser nicht an einem Roboterarm wie hier dargestellt befestigt ist, sondern über ein Spiegelsystem frei beweglich ist. Dabei wird der Fokus derart verfahren, dass sich der fokale Bereich mit der Pflanze bzw. dem entsprechenden Pflanzenbestandteil deckt.
Das weitere Greifmittel 16 ist identisch oder wenigstens ähnlich ausgebildet, wie das Greifmittel 11. Es ist allerdings auch denkbar, dass das weitere Greifmittel 16, im Gegensatz zum Greifmittel 11, ausgebildet ist zum Erfassen von einzelnen Bestandteilen 19 der Pflanze 12.
Bei der in der 1 beispielhaft dargestellten Fördereinrichtung 14 kann es sich auch um einen Gurtförderer, einen Drahtgurtförderer, einen Stahl- oder Metalldrahtgurtförderer oder dergleichen handeln. Gleichermaßen ist es auch denkbar, dass die Fördereinrichtung 14 als unstetiger Förderer ausgebildet ist. Bei der Fördereinrichtung 14 kann es sich auch um ein Tablett, bzw. eine Vielzahl einzelner Tabletts handeln. Das Obertrum bzw. die Oberfläche der Fördereinrichtung 14 ist derart ausgebildet, dass es durch Bestrahlung eines Lasers keinen Schaden nimmt. Außerdem ist die Oberfläche des der Fördereinrichtung 14 sterilisierbar, sodass die Pflanzen 12 stets keimfrei auf der Fördereinrichtung 14 bearbeitet werden können.
Erfindungsgemäß kann es vorgesehen sein, dass die Art bzw. bestimmte Muster oder Merkmale der Pflanze 12 mithilfe eines neuronalen Netzwerkes einer künstlichen Intelligenz (KI) ermittelt werden. Dazu werden von den Kameras 15 Bilder der Pflanze 12 aufgenommen und mit bekannten Bildern verglichen. Das neuronale Netzwerk ermittelt sodann Positionen an der Pflanze 12, die sich für die Bearbeitung der Pflanze 12 besonders gut eignen bzw. wird ermittelt, welche Bearbeitungen sich an dieser Pflanze besonders gut durchführen lassen. Zur Aufnahme der Bilder wird die Pflanze 12 zunächst von dem Greifmittel 11 ergriffen. Bereits bei dem gezielten Ergreifen der Pflanze 12 kann eine entsprechende Bilderkennung zum Einsatz kommen. Die Pflanze 12 kann sich vor dem Ergreifen durch das Greifmittel 11 in einem Behälter mit einem Nährmedium befinden. Die Pflanze 12 kann allerdings genauso gut frei auf einer Unterlage oder auf einem Tablett liegen. Alternativ ist es denkbar, dass die Pflanze 12 durch eine Person dem Greifmittel 11 zugeführt wird. Das Greifmittel 11 führt im nächsten Schritt die Pflanze 12 den Kameras 15 derart zu, dass wenigstens eine Aufnahme der Pflanze 12 für die weitere Bilderkennung aufnehmbar ist. In Abhängigkeit von den erkannten Merkmalen und Mustern wird die Pflanze 12 dann von dem Greifmittel 11 derart auf die Fördereinrichtung 14 abgelegt, dass das Bearbeitungsmittel die Pflanze 12 direkt bearbeiten kann. Bei dem in der 1 dargestellten Ausführungsbeispiel kann es sich dabei um einen Schnitt mittels eines Lasers handeln. Dabei ist die Pflanze 12 derart auf der Fördereinrichtung 14 abgelegt, dass der Laserschnitt besonders einfach und somit zuverlässig und zeiteffizient gesetzt werden kann. Die verbleibende Pflanze und/oder der Bestandteil 19 der Pflanze kann dann in Transportrichtung 20 abgeführt werden und gegebenenfalls durch eine weitere Kamera 15 erfasst werden, damit das weitere Greifmittel 16 die Pflanze 12 oder den Pflanzenbestandteil 19 von der Fördereinrichtung 14 ergreift und einem nächsten Verfahrensschritt zuführt. Bei diesem nächsten Verfahrensschritt kann es sich beispielsweise um das ein Einpflanzen in ein Nährmedium handeln.
Nach der Durchführung der Pflanzenbearbeitung oder in regelmäßigen Zeitintervallen sind die vorgenannten Werkzeuge bzw. Einrichtungen zu sterilisieren. Sofern es die Art der Pflanze bzw. die Art der Bearbeitung zulässt, bedarf es keine Sterilisierung.
Das in der 2 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel der 1 darin, dass die Pflanze 12 direkt von dem Greifmittel 11 auf der Fördereinrichtung 14 abgelegt wird und erst dann von der Bilderkennungseinrichtung erfasst wird. Dazu sind die Kameras 15 derart auf die Fördereinrichtung 14 gerichtet, dass die Pflanze 12 möglichst umfassend aufgenommen werden kann. Der Vorteil dieses Ausführungsbeispiels besteht darin, dass das Greifmittel 11 in seiner Bewegung nicht erst innehalten muss, damit von den Kameras 15 eine Aufnahme der Pflanze 12 erstellt werden kann. Vielmehr kann das Greifmittel 11 eine durchgehende, fließende Bewegung vom Ergreifen zum Ablegen der Pflanze 12 durchführen. Durch diese weitere Verlagerung der Bilderkennung auf die Fördereinrichtung 14 kann die Zeiteffizienz des Verfahrens weiter erhöht werden.
Bei den in den 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispielen der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Fördereinrichtung 14 mehrere Bearbeitungsmittel 13 zugeordnet sind. Die übrigen nicht dargestellten Merkmale der 3 und 4 können denen der Ausführungsbeispiele gemäß der 1 oder der 2 entsprechen. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß der 3 weisen alle Bearbeitungsmittel 13 das gleiche Werkzeug, nämlich einen Laser auf. Das Ablegen sowie die Bilderkennung erfolgt hier gleichermaßen wie zuvor anhand der Ausführungsbeispiele gemäß der 1 und 2 dargestellt. Der Vorteil bei dem Ausführungsbeispiel gemäß der 3 besteht darin, dass die gleiche Pflanze 12 von mehreren Bearbeitungsmitteln 13 nacheinander bearbeitet wird, wobei jedes Bearbeitungsmittel 13 an einer anderen Position ansetzt. Durch dieses stationsartige oder schrittweise Bearbeiten der Pflanze 12 lassen sich auf eine zeiteffiziente Art und Weise komplexe Bearbeitungen durchführen. Ein alternatives Ausführungsbeispiel kann es vorsehen, dass auf der Fördereinrichtung 14 mehrere verschiedene Pflanzen 12 positioniert sind, die jeweils einmal von einem Bearbeitungsmittel 13 bearbeitet werden.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß der 4 ist es vorgesehen, dass die Bearbeitungsmittel 13 jeweils ein anderes Werkzeug aufweisen. So lassen sich an der Pflanze 12 hintereinander folgend verschiedene Bearbeitungsschritte bzw. Operationen durchführen, die sich einander ergänzen oder unabhängig voneinander sind. Durch diese kaskadenartige Bearbeitung wird die Pflanze einmal gezielt abgelegt und sodann auf eine vielfältige sowie komplexe Art und Weise bearbeitet, um das optimale Ergebnis zu erzielen. Ein optimales Ergebnis wäre beispielsweise eine mehrfache Klonierung der Pflanze 12 mit besonders sterilen Schnittflächen, wobei einzelnen Klone aufgrund einer entsprechenden Bestrahlung besonders schnell wachsen.
Bei den Ausführungsbeispielen gemäß den 1 bis 4 ist es denkbar, dass die Fördereinrichtung 14 für jede Bearbeitung wenigstens kurzzeitig angehalten wird, damit das Bearbeitungsmittel 13 die Pflanze 12 auf eine möglichst präzise Art und Weise bearbeiten kann. Beispielsweise kann ein besonders exakter Schnitt mittels eines Skalpell erreicht werden, wenn die Relativgeschwindigkeit zwischen der Pflanze 12 und dem Bearbeitungsmittel 13 0 m/s beträgt. Als Alternative ist es auch denkbar, dass sich das Bearbeitungsmittel 13 wenigstens kurzzeitig mit der Fördereinrichtung 14 mitbewegt. Ein entsprechendes Ausführungsbeispiel ist in der 5 stark schematisiert dargestellt. Auch hier decken sich die nicht dargestellten Merkmale mit den Ausführungsbeispielen gemäß der 1 oder gemäß der 2. Das Bearbeitungsmittel 13 ist derart gelagert, dass es sich mit der Pflanze 12 auf der Fördereinrichtung 14 mitbewegt. Diese Mitbewegung erfolgt üblicherweise nur für wenige Sekunden bzw. einen Bruchteil einer Sekunde. Neben der Bewegung des gesamten Bearbeitungsmittels 13 ist ebenso eine Nachführung des Roboterarmes oder des Werkzeugs denkbar. Im Ausführungsbeispiel eines Lasers ist es auch denkbar, dass der Fokus des Lasers durch ein entsprechendes Spiegelsystem bewegbar ist. So lässt sich durch eine entsprechende Ansteuerung der Spiegel, der Fokus mit der Pflanze 12 mitbewegen.
Schließlich ist in der 6 ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem mehrere Fördereinrichtungen 14 parallel zueinander betrieben werden. Auf diesen Fördereinrichtungen 14 lassen sich die gleichen Verfahren durchführen und die gleichen Einrichtungen anwenden, wie zuvor anhand der Ausführungsbeispiele gemäß den 1 bis 5 beschrieben. Bei diesem Ausführungsbeispiel gemäß der 6 kann eine Vielzahl von Pflanzen 12 durch ein Bearbeitungsmittel oder eine Vielzahl von Bearbeitungsmitteln 14 gleichzeitig, oder nacheinander mit den gleichen oder unterschiedlichen Werkzeugen behandelt werden. Dieses Ausführungsbeispiel kann es außerdem vorsehen, dass Pflanzen 12 für eine Nachbearbeitung von einer Fördereinrichtung 14 zu einer anderen Fördereinrichtung 14 umgesetzt werden. Beispielsweise ist es denkbar, dass jeder Fördereinrichtung 14 ein besonderes Bearbeitungsmittel 13 zugeordnet ist. Außerdem ist es denkbar, dass die Fördereinrichtungen 14 mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten betrieben werden, sodass beispielsweise Pflanzen 12 deren Bearbeitung bereits abgeschlossen ist, auf einer sich schnell bewegenden Fördereinrichtung 14 für die weitere Bearbeitung zugeführt wird.
Jedes der hier dargestellten Ausführungsbeispiele der Vorrichtung 10 gemäß den 1 bis 6 kann entweder offen im Raum stehen oder von einem Gehäuse umschlossen sein, damit sich innerhalb des Gehäuses eine sterile Atmosphäre ausbilden lässt. So kann für weniger empfindliche Pflanzen der Aufwand der Bearbeitung relativ gering gehalten werden und das Verfahren im offenen Raum durchgeführt werden. Pflanzen, bei denen eine höhere Sterilität während der Bearbeitung notwendig ist, sind in einer entsprechenden Atmosphäre zu bearbeiten. Wobei das Zuführen und Abführen der Pflanze 12 in diesen Raum automatisch oder manuell erfolgen kann.
Bezugszeichenliste

10: Vorrichtung
11: Greifmittel
12: Pflanze
13: Bearbeitungsmittel
14: Fördereinrichtung
15: Kamera
16: Greifmittel
17: Endabschnitt
18: Steuereinheit
19: Bestandteil
20: Transportrichtung

Claims

Vorrichtung (10) zum Bearbeiten von mindestens einer Pflanze (12) mit mindestens einer Fördereinrichtung (14) zum Transportieren der Pflanze (12) mit mindestens einer Bilderkennungseinrichtung, mindestens einem Greifmittel (11) zum gezielten Ablegen der mindestens einen Pflanze (12) auf der Fördereinrichtung (14) und mindestens einem Bearbeitungsmittel (13) zum Bearbeiten der auf der Fördereinrichtung (14) liegenden Pflanze (12).
Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bilderkennungseinrichtung mindestens eine Kamera (15), vorzugsweise zwei, drei oder mehr Kameras (15), aufweist zur Aufnahme eines 2D- oder 3D-Bildes der Pflanze (12) und wobei die Bilderkennungseinrichtung über ein neuronales Netzwerk oder einen Algorithmus verfügt, durch welches die Pflanze (12) sowie einzelne Bestandteile und Merkmale der Pflanze (12) erkennbar sind und anhand der erkannten Muster und Merkmale der Pflanze (12) selbige gezielt durch das Greifmittel (16) auf der Fördereinrichtung (14) ablegbar und durch das Bearbeitungsmittel (13) bearbeitbar ist.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Bearbeitungsmittel (13) mindestens ein Werkzeug, nämlich eine Schere, ein Skalpell, einen heißen Draht, einen Laserstrahl, einen Plasmastrahl, einen Wasserstrahl, eine Pinzette, eine Zange, einen Spachtel oder dergleichen aufweist, wobei das Werkzeug, insbesondere durch einen Roboterarm, im dreidimensionalen Raum gezielt bewegbar ist.
Vorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Fördereinrichtung (14) um einen Gurtförderer, insbesondere um einen Drahtgurtförderer, einen Stahl- oder Metalldrahtgurtförderer, oder ein Tablett handelt, wobei das Material der Fördereinrichtung (14) vorzugsweise elektromagnetische Strahlen reflektiert und/oder durchlässig für ein Fluid ist.
Vorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bearbeitungsmittel (13), insbesondere das Werkzeug, relativ, insbesondere synchronisiert, zu der Fördereinrichtung (14) mitbewegbar ist, wobei die Relativgeschwindigkeit des Werkzeugs zu der Pflanze (12) während der Bearbeitung der Pflanze (12) 0 m/s beträgt.
Vorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Bearbeitungsmittel (13) um einen Laser handelt, dessen Fokus mit der auf der Fördereinrichtung (14) transportierten Pflanze (12) nachführbar ist.
Vorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Fördereinrichtung (14) mehrere, vorzugsweise verschiedene, Bearbeitungsmittel (13) angeordnet sind, um an der Pflanze (12) aufeinanderfolgende Bearbeitungsschritte durchzuführen und/oder um parallel mehrere Pflanzen (12) gleichzeitig zu bearbeiten.
Vorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Ende der Fördereinrichtung (14) mindestens ein weiteres Greifmittel (11) angeordnet ist, um die bearbeitete Pflanze (12) oder ein Bestandteil (19) der Pflanze (12) gezielt zu ergreifen und einem weiteren Bearbeitungsschritt zuzuführen und/oder um die bearbeitete Pflanze (12) oder ein Bestandteil (19) der Pflanze (12) abzusortieren.
Vorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) über einen sterilen oder nicht sterilen Bearbeitungsraum verfügt, in dem die mindestens eine Fördereinrichtung (14), die mindestens eine Bilderkennungseinrichtung, das mindestens eine Greifmittel (11) und das mindestens eine Bearbeitungsmittel (13) angeordnet ist, wobei der sterile Bearbeitungsraum über mindestens eine Einführ- und mindestens eine Ausführschleuse verfügt.
Vorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere parallele Fördereinrichtungen (14), die mit gleichen oder unterschiedlichen Geschwindigkeiten betreibbar sind, jeweils mindestens eine Pflanze (12) transportieren, die von mehreren Bearbeitungsmitteln (13) individuell bearbeitbar sind.
Verfahren zum Bearbeiten von mindestens einer Pflanze (12), wobei die mindestens eine Pflanze (12) von einer Bilderkennungseinrichtung erfasst wird, um Muster und Merkmale der Pflanze (12) zu erkennen, und wobei die Pflanze (12) von einem Greifmittel (11) gezielt auf einer Fördereinrichtung (14) zum Transportieren der Pflanze (12) abgelegt und auf der Fördereinrichtung (14) liegend von mindestens einem Bearbeitungsmittel (13) bearbeitet wird.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass von mindestens einer Kamera (15) der Bilderkennungseinrichtung Bilder von der Pflanze (12) aufgenommen werden, und von einem neuronalen Netzwerk oder von einem Algorithmus auf Basis dieser Bilder Positionen an der Pflanze (12) ermittelt werden, an denen eine, vorzugsweise von einer Person vorausgewählten, Bearbeitung durch das Bearbeitungsmittel (13) besonders effizient durchführbar ist, wobei die Pflanze (12) bei der Aufnahme der Bilder von dem Greifmittel (11) gehalten wird oder bereits auf der Fördereinrichtung (14) liegt.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Pflanze (12) in Abhängigkeit von der durch das neuronale Netzwerk ermittelten Position von dem Greifmittel (11) auf die Fördereinrichtung (14) abgelegt wird, und zwar derart, dass die Pflanze (12) direkt und optimal von dem Bearbeitungsmittel (13) bearbeitbar ist.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Pflanzen (12) in Abhängigkeit von den durch das neuronale Netzwerk ermittelten Positionen von dem Greifmittel (11) nebeneinander auf die Fördereinrichtung (14) abgelegt werden, und zwar derart, dass die mehreren Pflanzen (12) direkt und optimal in einem Prozessschritt von dem Bearbeitungsmittel (13) bearbeitbar sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Fördereinrichtung (14) zwei, drei oder mehr, insbesondere verschiedene, Bearbeitungsmittel (13) zugeordnet werden und eine Pflanze (12), die auf der Fördereinrichtung (14) transportiert wird, aufeinanderfolgend von den Bearbeitungsmitteln (13) bearbeitet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Fördereinrichtung (14) zwei, drei oder mehr, insbesondere verschiedene, Bearbeitungsmittel (13) zugeordnet werden und durch diese Bearbeitungsmittel (13) mehrere Pflanzen (12) gleichzeitig bearbeitet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungsmittel (13) zum Bearbeiten der Pflanze (12), insbesondere ein Werkzeug der Bearbeitungsmittel (13), wenigstens abschnittsweise mit der Pflanze (12), die auf der Fördereinrichtung (14) liegt, mitbewegt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass ein Fokus eines Lasers, der als Bearbeitungsmittel (14) eingesetzt wird, mit der Pflanze (12), die auf der Fördereinrichtung (14) liegt, verfahren wird, so dass die maximale Strahlungsintensität auf die Pflanze (12) gerichtet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördereinrichtung (14) kontinuierlich oder periodisch oder taktweise betrieben wird, wobei beim periodischen oder taktweisen Betrieb der Fördereinrichtung (14) für die Bearbeitung der Pflanze (12) die Fördereinrichtung (14) kurz angehalten wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Pflanzen (12) auf mehreren parallelen Fördereinrichtungen (14) parallel und gleichzeitig von mehreren Bearbeitungsmitteln (13) bearbeitet werden oder mehrere Pflanzen (12) auf mehreren parallelen Fördereinrichtungen (14) nacheinander von einem Bearbeitungsmittel (13) bearbeitet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Bearbeitung der Pflanze (12) um einen Schnitt der Pflanze (12), eine Klonierung, eine Probennahme, Meristemierung, Micro Grafting, punktuelle Bearbeitung des Pflanzengewebes, Wachstumsstimulation, eine Bestrahlung der Pflanze (12) zur Bioaktivierung und/oder Pathogeneliminierung, Brechung der Keimruhe durch Perforation einer Samenschale, Bearbeitung sowie Behandlung von Samen, Samenschalen, Embryonen, Zygoten, Proembryonen, Bearbeitung sowie Behandlung von Pflanzenorganen zur in vitro Kultur, wie Meristem, Achselknospen, Wurzelspitzen, Blatt- und Blütenstielstücke, Adventivsprossen, Kalluskulturen, Einzelzellen, Mikrosporen, Fruchtknoten, Antheren, Pollen, Früchte und Mikrostecklinge, Behandlungen gegen Bakterien und Pilzsporen und/oder um einen Sortierprozess oderdergleichen handelt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Pflanzen (23), insbesondere nach der Bearbeitung, und vorzugsweise automatisch, nach Art und Qualität, Quantität, Menge, Form, Größe oder dergleichen sortiert werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitung der Pflanze (12) in einer sterilen oder in einer nicht sterilen Umgebung erfolgt, wobei die mindestens eine Pflanze (12) automatisch in die sterile Umgebung hinein und automatisch wieder aus der sterilen Umgebung heraus transportiert wird.