Roboter bekämpfen Weinbergskrankheiten, während die weltweite Weinproduktion den niedrigsten Stand seit 1961 erreicht

Im Jahr 2023 musste die weltweite Weinindustrie einen schweren Rückschlag hinnehmen, als der Falsche Mehltau die Weinberge in ganz Europa verwüstete, wobei die Toskana 70 % ihrer Weinproduktion verlor. Die Pilzkrankheit, die Traubenblätter und -trauben befällt, trug dazu bei, dass die weltweite Weinproduktion im Vergleich zu 2022 um 10 % zurückging, was den niedrigsten Stand seit 1961 bedeutete. Die Internationale Organisation für Rebe und Wein (OIV) führt diese Verluste nicht nur auf die Krankheit zurück, sondern auch auf extreme Wetterereignisse wie Dürren, Überschwemmungen und Waldbrände, die alle wichtigen Weinbauregionen betroffen haben.

Trotz dieser Herausforderungen konnte Italien seine Position als weltweit größter Weinproduzent im Jahr 2025 mit einem Ertrag von 47,3 Millionen Hektolitern (Mhl) vor Frankreich mit 35,9 Mhl und Spanien mit 29,4 Mhl behaupten. Die Vereinigten Staaten und Australien folgen an vierter bzw. fünfter Stelle.

Um der zunehmenden Bedrohung durch Weinbergskrankheiten und den Arbeitskräftemangel zu begegnen, setzen Forscher und Unternehmen auf Robotik und künstliche Intelligenz als Lösungen. An der Cornell University entwickeln Wissenschaftler den PhytoPatholoBot, einen selbststeuernden Roboter, der in Weinbergen nach Traubenkrankheiten suchen soll. Der Roboter bewegt sich zwischen den Reihen der Spalierreben und nimmt Bilder aus der Seitenansicht des Blätterdachs auf. Mithilfe eines KI-Modells unterscheidet er gesundes Pflanzengewebe von Bereichen mit Krankheitssymptomen, indem er die Pixeldaten in jedem Bild analysiert.

Die Ergebnisse des PhytoPatholoBot werden durch die Integration von NASA-Fernerkundungsdaten, GPS-Informationen und Computermodellen, die die von den Pflanzen abgegebenen Spektralsignaturen interpretieren, verbessert. Diese Kombination ermöglicht die Identifizierung von Krankheitsart, -ort und -schweregrad innerhalb eines Weinbergs nahezu in Echtzeit. Weinbergsmanager erhalten diese Informationen schnell und können reagieren, bevor sich Infektionen weit verbreiten. Den Forschern zufolge ist dieser Automatisierungsgrad besonders wertvoll, wenn die manuelle Erkundung durch Zeit- oder Arbeitsmangel eingeschränkt ist.

Kommerzielle Weingüter in Europa setzen bereits autonome Roboter für das Krankheitsmanagement ein. In Italien arbeitet der Roboter Icaro X4 von Free Green Nature in einem Sangiovese-Weinberg, um den Falschen Mehltau mit UVC-Licht zu behandeln. Die solarbetriebene Plattform kann dank ihres Hybridantriebs bis zu 72 Stunden lang ununterbrochen laufen - selbst bei Regen, wenn das Mehltauresistenzrisiko am höchsten ist. Neben der Behandlung von Krankheiten übernimmt sie auch Routineaufgaben im Weinberg.

In den Vereinigten Staaten wird eine ähnliche Technologie sowohl zur Krankheitsbekämpfung als auch zur Ernteüberwachung getestet. Saga Robotics, ein norwegisches Start-up-Unternehmen, das aus der Forschung an der Norwegischen Universität für Biowissenschaften hervorgegangen ist, hat den Roboter Thorvald entwickelt. Das Unternehmen hat vor kurzem 11,2 Millionen Dollar an Eigenkapital aufgebracht, um seine Aktivitäten in Großbritannien und den USA auszubauen.

Dr. Damian Flynn, Chief Product Officer bei Saga Robotics, sieht die Landwirte vor allem mit zwei Herausforderungen konfrontiert: der Abhängigkeit von chemischen Behandlungen und dem Mangel an Arbeitskräften. Chemische Pestizide und Fungizide sind teuer und können im Laufe der Zeit an Wirksamkeit verlieren, da die Pflanzen Resistenzen entwickeln. Außerdem gibt es Umweltbedenken hinsichtlich des Abflusses von Chemikalien in den Boden und in Wasserquellen.

Flynn erklärt, dass die Arbeitskosten weiter steigen, während die Verfügbarkeit von Arbeitskräften abnimmt, was die traditionelle Pflanzenpflege zunehmend erschwert. Seiner Meinung nach bieten autonome Roboter wie Thorvald eine Lösung für beide Probleme.

Thorvald setzt UVC-Licht zur vorbeugenden Behandlung von Pilzkrankheiten ein, indem er die DNA von Sporen zerstört, bevor diese Pflanzen infizieren können. Der Roboter ist mit mehreren Kameras ausgestattet, die Videobilder aufzeichnen, während er sich durch die Weinberge bewegt. Modelle des maschinellen Lernens analysieren diese Aufnahmen, um die Trauben zu zählen und den Reifegrad nach jedem Behandlungsdurchgang zu bewerten.

Alle gesammelten Daten werden im Laufe der Zeit nach Reihen, Feldern und Betrieben zusammengefasst und bieten detaillierte Einblicke in die Entwicklung der Pflanzen und Ertragsprognosen bis zu zwei Wochen im Voraus. Flynn merkt an, dass eine solch umfassende Überwachung in großen Betrieben für Menschen manuell unmöglich zu bewerkstelligen wäre.

Das KI-basierte Bildverarbeitungssystem von Thorvald hilft nicht nur bei der Erkennung von Krankheiten, sondern unterstützt auch die Arbeitsplanung, indem es Bereiche, die Aufmerksamkeit erfordern, frühzeitig identifiziert. Flynn fügt hinzu, dass genaue Ertragsvorhersagen den Landwirten helfen können, Strafen oder Preisnachlässe zu vermeiden, wenn sich die Ernteerwartungen unerwartet ändern.

Thorvald-Roboter haben sich bereits in den kalifornischen Weinbergen bewährt - in der letzten Saison wurden fast 1.300 Hektar behandelt - und spielen auch in Großbritannien eine wichtige Rolle, wo sie 20 % der Erdbeerernte ausmachen.

Da der Klimawandel die Traubenproduktion weltweit weiter belastet, werden Automatisierungstechnologien, wie sie von der Cornell University und Saga Robotics entwickelt wurden, zu unverzichtbaren Werkzeugen für Weinbergsbetreiber, die nach nachhaltigen Möglichkeiten suchen, ihre Pflanzen zu schützen und die Erträge unter unvorhersehbaren Bedingungen zu erhalten.