Drohne zur Vegetationspflege im Wald

Hinweis: Das KI-generierte Bild dient ausschließlich Illustrationszwecken und stellt weder ein reales UAV-System noch ein tatsächlich entwickeltes oder einsatzbereites System zur Vegetationspflege dar. Die Darstellung ist nicht repräsentativ für bestehende technische Lösungen oder konkrete Anwendungsfälle.

Die Vegetationsfreistellung junger Bäume gehört zu den arbeitsintensivsten und teuersten Aufgaben in der österreichischen Forstwirtschaft. Dichtes Unkraut nimmt Sämlingen das Licht, verlangsamt ihr Wachstum und erschwert die Kontrolle möglicher Frostschäden. Da das Gelände häufig steil und schwer zugänglich ist, erfolgt diese Arbeit nach wie vor manuell mit Handwerkzeugen. Das kostet rund 1.000 Euro pro Hektar, dauert etwa 20 Sekunden pro Baum – und muss bis zu drei Mal pro Jahr auf hunderten Hektar wiederholt werden. Der zunehmende Fachkräftemangel verschärft dieses Problem zusätzlich.

Hier setzte eine Machbarkeitsstudie an, die im Rahmen eines Praktikums bei AIRlabs Austria durchgeführt wurde – gemeinsam mit der FH JOANNEUM und dem Forstunternehmen Forstbetrieb Franz Mayr-Melnhof-Saurau.

Die grundlegende Frage lautete: Kann eine Drohne diese Aufgabe schneller, sicherer und wirtschaftlicher erledigen als ein Mensch?

Die Idee bestand darin, eine Multikopter-Drohne zu entwickeln, die in niedriger Flughöhe Unkraut erkennt und es gezielt entfernt, ohne junge Bäume zu beschädigen. Gespräche mit dem Forstbetrieb Franz Mayr-Melnhof-Saurau bestätigten den Bedarf und lieferten konkrete Anforderungen: Die Drohne muss zwischen 2–3 Meter auseinanderstehenden Jungbäumen navigieren, Triebe mit 1–2 Zentimetern Durchmesser präzise meiden und Vegetation von bis zu 40 Zentimetern Höhe schneiden können. Ein einziger Fehlkontakt kann ein ganzes Baumjahr gefährden – Präzision ist daher entscheidend.

Die Analyse verschiedener Schneidverfahren ergab, dass ein Schneiddrahtsystem die praktikabelste Lösung ist. Laser- oder chemische Methoden erwiesen sich als technisch aufwendiger oder sicherheitskritischer. Technisch wäre es möglich, eine bestehende Plattform wie die DJI Matrice 300 RTK als Basis zu nutzen. Die benötigte Energie kann bereitgestellt werden, solange das Schneidsystem nicht dauerhaft läuft. Ergänzend wären ein Spannungswandler, ein Schutzschild gegen Pflanzenreste und ein Steuerungssystem erforderlich, das auch in Hanglagen einen konstanten Abstand zum Boden hält.

Regulatorisch würde das System voraussichtlich in die Spezifikationskategorie (Specific) fallen. In einer Rückfrage an Austro Control stellte die Behörde klar, dass nicht nur die Drohne, sondern das gesamte System inklusive rotierendem Schneidwerk beurteilt wird. Eine Prüfung der ICAO Dangerous Goods gemäß ICAO Doc 9284 zeigte, dass das geplante Schneidwerk nicht als Gefahrgut eingestuft wird.

Mit Hilfe der SORA-Methodik wurde eine Ground Risk Class von 2 und eine Air Risk Class von ARC-a ermittelt. Daraus ergibt sich ein SAIL-Level von 1 – ein niedriger Komplexitätsgrad, der den regulatorischen Aufwand überschaubar hält. Dennoch verlangt das Nutzungsszenario ein klar definiertes Notfallkonzept für Situationen wie Energieverlust, Blockieren des Schneidwerks, unerwartete Personen oder Tiere im Einsatzgebiet sowie Störungen der Funkverbindung.

Forstbetriebe suchen zunehmend nach Lösungen, die Personal entlasten, Baumverluste reduzieren und wirtschaftlicher arbeiten. Da es derzeit keine vergleichbaren fliegenden Vegetationspflegesysteme auf dem Markt gibt, bietet das Projekt einen Innovationsvorsprung. Die gesellschaftliche Akzeptanz von Drohnen in Bereichen wie Landwirtschaft, Naturschutz und Vermessung ist nach aktuellen Umfragen hoch. Das stärkt die Marktchancen eines Systems, das weder Boden verdichtet noch schwere Maschinen benötigt – und zugleich körperliche Belastungen und Sicherheitsrisiken für Mitarbeitende senkt.