Feld-Arbeitsplatz: So sehen Fahrerkabinen von Landmaschinen in Zukunft aus
Im Forschungsprojekt Fahrerkabine 4.0 -– OnField entwickeln Forschende und Unternehmen den Arbeitsplatz der Zukunft. top agrar hat im ersten Prototypen Platz genommen.
Der erste Blick von außen auf die Kabine ist unspektakulär, als wir in der Halle beim Projektpartner Budde Industrie Design in Münster stehen. Der Fahrerstand hat von außen ein aktuelles Design. Spannend wird es in der Kabine, wenn man die simulierte Ernte einfährt. Das Ganze mit zwei kleinen Displays, zwei Joysticks, Fensterflächen mit darin projizierten Informationen und einer mobilen Tastatur – aber ohne Lenkrad.
Entwickelt hat diese Kabine ein fachübergreifendes Team vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT), der Universität Hohenheim, Inmach Intelligente Maschinen GmbH, Budde Industrie Design und Claas. Startschuss für die Entwicklung fiel 2019. Das Projekt ist für zurzeit fünf Jahre angelegt und wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung im Rahmen des Strategieprozesses „Agrarsysteme der Zukunft“ gefördert.
Kabine achtet auf Beanspruchung des Fahrers
Alle Beteiligten gehen davon aus, dass es auch mittelfristig eine Kabine auf dem Traktor oder Mähdrescher gibt, allerdings mit einigen neuen Features. Im Kern geht es dabei darum, den Zustand des Fahrers zu erkennen und diesen stets im Optimum zu halten.
Es soll weder eine Über- noch eine Unterforderung entstehen. Zur Erkennung der Beanspruchung setzen die Entwickler zurzeit auf ein Fitnessarmband und verfolgen die Augenbewegungen mit einer Kamera. Erwähnen muss man dabei, dass das Konzept zunächst unabhängig von Kosten und Verfügbarkeiten entwickelt wird.
Die nun entstandene Demonstrator-Kabine basiert auf einer modifizierten Claas-Kabine, ist aber um 20 cm breiter als bisherige Modelle und öffnet sich nach hinten hin stärker V-förmig, um einen großzügigeren Arbeitsplatz zu schaffen. Für eine bessere Sicht und ergonomischere Bedienung, wurde das Lenkrad durch einen Joystick in der linken Armlehne ersetzt – eine Lösung, die es bereits heute am Markt gibt.
Zusätzlich ist an der linken Armlehne ein kleines Touchdisplay installiert. Hierüber antwortet der Fahrer dem integrierten Assistenten, welcher zuvor per Sprachausgabe diesen z.B. über eine Situation im Feld benachrichtigt. Auf der rechten Armlehne ist der bekannte Claas-Joystick montiert. Doch die klassischen Bedienhebel und das große Terminal fehlen. Stattdessen gibt es hier nur ein kleines Terminal für die Einstellungen des Dreschers. Die Einstellparameter überwacht man über zwei Monitore an den beiden A-Holmen der Kabine. Oben im Dach zeigen drei weitere Monitore Kamerabilder.
Besonders interessant sind die in den Scheiben integrierten Anzeigen – auch Head up-Display genannt. Hier werden z.B. Infos zur momentanen Arbeit eingeblendet. Durch eine vollständige Vernetzung soll man hier auch auf E-Mails sowie einen Internetbrowser zugreifen können. So lassen sich beispielsweise während des Dreschens schon die Ackerschlagkartei ausfüllen oder andere Arbeiten planen.
Um schnell Eingaben zu erledigen, gibt es eine mobile Tastatur, die man einfach auf die Armlehnen aufsetzen kann. Zurzeit dreht sich der Sitz für Büroarbeiten elektrisch nach rechts und blendet die Infos auf der rechten Scheibe ein. Erkennt die Assistenz, dass der Fahrer überfordert ist, schlägt diese dem Fahrer zum Beispiel Entspannungsübungen vor.
Da solche großen Scheiben mit integriertem Display zurzeit für Arbeitsmaschinen noch nicht verfügbar sind, greifen die Entwickler für den Demonstrator auf einen Trick zurück. Per Klick lassen sich die elektrochromen Scheiben von durchsichtig auf milchig schalten. Von außen projizieren drei Beamer die Simulation sowie die Anzeigen auf die Scheiben. Das Projektteam ist jedoch zuversichtlich, dass in den nächsten fünf Jahren eine Technologie auf den Markt kommt, die solche Anzeigen auch im Feld möglich machen.
Mit der Prototypkabine überprüfen die Wissenschaftler zurzeit, wie das entwickelte Konzept bei Mähdrescherfahrern ankommt. In der Studie ernten über 60 Personen in einer Simulation (die übrigens auf dem Landwirtschaftssimulator basiert) ein Getreidefeld. Teils fährt man dabei mit Lenksystem, teils ohne. Die Joysticklenkung funktioniert überraschend gut.
Ändern sich die Druschbedingungen, weist das System den Fahrer darauf hin und passt nach Bestätigung die Einstellungen dafür an. Sprach- und Gestensteuerung sind zum aktuellen Zeitpunkt noch nicht integriert – jedoch angedacht. Nach der Simulation füllen alle Testfahrer standardisierte Fragebögen (zu Technikaffinität und Benutzererfahrung) aus. Aus diesen möchten die Entwickler erfahren, welche neuen Features bei den Fahrern gut ankommen und wie das Konzept in den nächsten Schritten optimiert werden kann.
Ein weiterer Meilenstein des Projekts ist es, in diesem Jahr in einer Feldstudie einen Funktionsprototypen während der Ernte auf einem Mähdrescher auszuprobieren. Anschließend soll in einem weiteren Förderprojekt die Entwicklung fortgeführt werden. Besonders sind hier die Vollvernetzung aller Systeme, wie z.B. Smartphone mit Drescher, zu erreichen. Die Projektpartner prognostizieren, dass eine solche neue Kabine noch einige Jahre bis zur Serienreife braucht.
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Der erste Blick von außen auf die Kabine ist unspektakulär, als wir in der Halle beim Projektpartner Budde Industrie Design in Münster stehen. Der Fahrerstand hat von außen ein aktuelles Design. Spannend wird es in der Kabine, wenn man die simulierte Ernte einfährt. Das Ganze mit zwei kleinen Displays, zwei Joysticks, Fensterflächen mit darin projizierten Informationen und einer mobilen Tastatur – aber ohne Lenkrad.
Entwickelt hat diese Kabine ein fachübergreifendes Team vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT), der Universität Hohenheim, Inmach Intelligente Maschinen GmbH, Budde Industrie Design und Claas. Startschuss für die Entwicklung fiel 2019. Das Projekt ist für zurzeit fünf Jahre angelegt und wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung im Rahmen des Strategieprozesses „Agrarsysteme der Zukunft“ gefördert.
Kabine achtet auf Beanspruchung des Fahrers
Alle Beteiligten gehen davon aus, dass es auch mittelfristig eine Kabine auf dem Traktor oder Mähdrescher gibt, allerdings mit einigen neuen Features. Im Kern geht es dabei darum, den Zustand des Fahrers zu erkennen und diesen stets im Optimum zu halten.
Es soll weder eine Über- noch eine Unterforderung entstehen. Zur Erkennung der Beanspruchung setzen die Entwickler zurzeit auf ein Fitnessarmband und verfolgen die Augenbewegungen mit einer Kamera. Erwähnen muss man dabei, dass das Konzept zunächst unabhängig von Kosten und Verfügbarkeiten entwickelt wird.
Die nun entstandene Demonstrator-Kabine basiert auf einer modifizierten Claas-Kabine, ist aber um 20 cm breiter als bisherige Modelle und öffnet sich nach hinten hin stärker V-förmig, um einen großzügigeren Arbeitsplatz zu schaffen. Für eine bessere Sicht und ergonomischere Bedienung, wurde das Lenkrad durch einen Joystick in der linken Armlehne ersetzt – eine Lösung, die es bereits heute am Markt gibt.
Zusätzlich ist an der linken Armlehne ein kleines Touchdisplay installiert. Hierüber antwortet der Fahrer dem integrierten Assistenten, welcher zuvor per Sprachausgabe diesen z.B. über eine Situation im Feld benachrichtigt. Auf der rechten Armlehne ist der bekannte Claas-Joystick montiert. Doch die klassischen Bedienhebel und das große Terminal fehlen. Stattdessen gibt es hier nur ein kleines Terminal für die Einstellungen des Dreschers. Die Einstellparameter überwacht man über zwei Monitore an den beiden A-Holmen der Kabine. Oben im Dach zeigen drei weitere Monitore Kamerabilder.
Besonders interessant sind die in den Scheiben integrierten Anzeigen – auch Head up-Display genannt. Hier werden z.B. Infos zur momentanen Arbeit eingeblendet. Durch eine vollständige Vernetzung soll man hier auch auf E-Mails sowie einen Internetbrowser zugreifen können. So lassen sich beispielsweise während des Dreschens schon die Ackerschlagkartei ausfüllen oder andere Arbeiten planen.
Um schnell Eingaben zu erledigen, gibt es eine mobile Tastatur, die man einfach auf die Armlehnen aufsetzen kann. Zurzeit dreht sich der Sitz für Büroarbeiten elektrisch nach rechts und blendet die Infos auf der rechten Scheibe ein. Erkennt die Assistenz, dass der Fahrer überfordert ist, schlägt diese dem Fahrer zum Beispiel Entspannungsübungen vor.
Da solche großen Scheiben mit integriertem Display zurzeit für Arbeitsmaschinen noch nicht verfügbar sind, greifen die Entwickler für den Demonstrator auf einen Trick zurück. Per Klick lassen sich die elektrochromen Scheiben von durchsichtig auf milchig schalten. Von außen projizieren drei Beamer die Simulation sowie die Anzeigen auf die Scheiben. Das Projektteam ist jedoch zuversichtlich, dass in den nächsten fünf Jahren eine Technologie auf den Markt kommt, die solche Anzeigen auch im Feld möglich machen.
Mit der Prototypkabine überprüfen die Wissenschaftler zurzeit, wie das entwickelte Konzept bei Mähdrescherfahrern ankommt. In der Studie ernten über 60 Personen in einer Simulation (die übrigens auf dem Landwirtschaftssimulator basiert) ein Getreidefeld. Teils fährt man dabei mit Lenksystem, teils ohne. Die Joysticklenkung funktioniert überraschend gut.
Ändern sich die Druschbedingungen, weist das System den Fahrer darauf hin und passt nach Bestätigung die Einstellungen dafür an. Sprach- und Gestensteuerung sind zum aktuellen Zeitpunkt noch nicht integriert – jedoch angedacht. Nach der Simulation füllen alle Testfahrer standardisierte Fragebögen (zu Technikaffinität und Benutzererfahrung) aus. Aus diesen möchten die Entwickler erfahren, welche neuen Features bei den Fahrern gut ankommen und wie das Konzept in den nächsten Schritten optimiert werden kann.
Ein weiterer Meilenstein des Projekts ist es, in diesem Jahr in einer Feldstudie einen Funktionsprototypen während der Ernte auf einem Mähdrescher auszuprobieren. Anschließend soll in einem weiteren Förderprojekt die Entwicklung fortgeführt werden. Besonders sind hier die Vollvernetzung aller Systeme, wie z.B. Smartphone mit Drescher, zu erreichen. Die Projektpartner prognostizieren, dass eine solche neue Kabine noch einige Jahre bis zur Serienreife braucht.
