Automatisierte Bearbeitung von in vitro Pflanzen (AuDeCUt)

Problemstellung
Für industrielle Anwendungszwecke werden zunehmend Pflanzen mit definierten Eigenschaften benötigt. Mehr und mehr werden solche Pflanzen in Laboratorien unter sterilen Bedingungen als Klone über Gewebekultur produziert. Die grüne Biotechnologie mit der in vitro Vermehrung von Pflanzen ist eine der Schlüsselindustrien für den Ausbau der Bioökonomie. Die Bioökonomie setzt auf nachwachsende Rohstoffe als natürliche Ressourcen, um zukünftig nachhaltigere Produkte zu produzieren. Ein Engpass ist die Versorgung mit „maßgeschneiderten“ Pflanzensetzlingen. Dabei geht es vor allem darum, Setzlinge in kurzer Zeit zu marktgerechten Preisen in Millionen-Stückzahlen zu produzieren und dem Markt für den Anbau und die Produktion biogener Rohstoffe zur Verfügung zu stellen.

Projektziel
Im Rahmen des Projektes wird ein anpassungs- und reaktionsfähigen Produktionssystem, das eine maschinelle Bearbeitung von Pflanzenklonen unter sterilen Bedingungen ermöglicht, entwickelt, aufgebaut und prototypisch getestet.

Vorgehensweise
Im Zentrum des Vorhabens stehen die Zerlegung der Arbeitsprozesse bei der Nachzucht von Pflanzenklonen, die Erforschung der Automatisierung der Prozessschritte, die Entwicklung und Programmierung von Algorithmen und die anschließende Verkettung zur Prozessautomatisierung. Unter Zuhilfenahme aktuellster Techniken im IT Bereich müssen die Pflanzen, also unregelmäßige, dreidimensionale Objekte, erkannt und die Bearbeitungsschritte Entnehmen, Schneiden und Auflegen umgehend und in hoher Geschwindigkeit ausgeführt werden. Da die Robotik in einer Reinraumanlage konstruiert werden soll, können bei der automatisierten Bearbeitung Kontaminationen größtenteils vermieden werden. Die Automatisierung ermöglicht es, weitgehend homogene Setzlinge mit definierten Eigenschaften in den gewünschten Stückzahlen zu produzieren.

Anwendungspotential und erwartete Ergebnisse
Das Projekt zielt auf die Erzeugung von schwer vermehrbaren Kulturpflanzen im industriellen Maßstab, in angemessener Zeit, mit hoher Effizienz und zu marktgerechten Preisen. Dadurch kann eine stabile Wettbewerbsfähigkeit deutscher in vitro Pflanzenproduktion hergestellt werden. Es wird möglich sein, ausgelagerte, arbeitsintensive Produktionsschritte an den Firmenstandort zurückzuholen und somit die Produktion von lebenden Produkten in Deutschland für volatile Absatzmärkte zu sichern. Darüber hinaus können verstärkt Pflanzensetzlinge für industrielle Anwender in der Bioökonomie zur Verfügung gestellt werden. Das sehr flexible und reaktionsfähige Produktionssystem wird in vielfältiger Weise auf die automatisierte Bearbeitung von nicht normierbaren Teilen – nicht nur im Bereich der Bio-technologie – übertragen lassen.

• Bock Bio Science GmbH