Titel: „Macher“ an der Tongji-Universität – wir Studenten sind einfach zu vielseitig!
„Schaut mal, unser Team ist in den Nachrichten!“
Am Abend des 15. Oktober teilte Zhang Haobo aufgeregt die frohe Botschaft. Obwohl nur eine Sekunde im Profil zu sehen, ist er vom Campus aufs Feld gesprungen – er tauchte nicht nur in der Sendung ‚Xinwen Lianbo‘ auf, sondern eilt einer strahlenden Zukunft der intelligenten Landwirtschaft entgegen.
Er ist Student des Jahrgangs 2020 an der School of Automotive Studies der Tongji-Universität und zugleich Leiter des Projekts „Green Intelligent Unmanned Agriculture Pioneer – Zhihui Nongji“. Erst kürzlich gewann das Projekt die Goldmedaille beim China International College Students‘ Innovation Competition 2024 und wurde für die Ausstellung studentischer Innovationen ausgewählt. Dadurch erschien Zhang Haobo glücklicherweise in der CCTV-Nachrichtensendung ‚Xinwen Lianbo‘.
Zudem ist er Erfinder von zwei erteilten Patenten: „Autonomes Pflanzsystem, -gerät und Speichermedium auf Basis kooperativer Steuerung mehrerer Maschinen in der intelligenten Landwirtschaft“ und „Kooperatives Steuerungssystem für mehrere Pflanzfahrzeuge auf Basis von Pfadplanung“. Er errang außerdem den ersten Preis beim Nationalen Wettbewerb für Maschinenbau-Innovationsdesign, den ersten Preis beim Nationalen Wettbewerb für Energieeinsparung und Emissionsreduktion in Sozialpraxis und Technologie sowie sechs weitere nationale Auszeichnungen; darüber hinaus Gold auf Stadtebene beim „Challenge Cup“, die Erfinderauszeichnung der Stadt Shanghai und zwölf weitere Preise auf Provinz- oder Ministerialebene, ferner den Baosteel Outstanding Student Award.
Die Geschichte beginnt mit Sanddorn…
Erste Generation: Sanddorn-Pflanzmaschine
In der ökologischen Sanierung spielt Sanddorn eine wichtige Rolle – er gilt weltweit als wirtschaftlich bedeutende Schutzpflanze und wurde vom Umweltprogramm der Vereinten Nationen als Pionierbaumart des ökologischen Aufbaus ausgezeichnet. Als gebürtiger Ordos-Bewohner begleitete Zhang Haobo schon als Kind seinen Großvater, einen Waldhüter, bei der Revierkontrolle und beim Setzen von Jungpflanzen und ist daher mit Sanddorn bestens vertraut. „Mein Großvater plagte sich beim Pflanzen des Sanddorns sehr ab, er musste drei oder vier Paar Handschuhe tragen, um nicht von den Dornen gestochen zu werden.“ Sanddorn wird bis heute überwiegend von Hand gepflanzt. In den Sommerferien nach seinem ersten Studienjahr entstand in Zhang Haobo die Idee, eine mechanisierte Pflanzvorrichtung zu konstruieren. Mit seinen beiden Zimmergenossen vom gleichen Studiengang als Kern bildete er fakultätsübergreifend das Ceres-Entrepreneur-Team und entwickelte binnen eines Jahres die erste Generation der Maschine. Wegen praktischer Einschränkungen kam sie jedoch nicht zum tatsächlichen Einsatz und dient heute als Lehr- und Demonstrationsgerät auf der Mengtian-Forscherfarm.
Keine Angst vor hohen Bergen und steinigen Wegen – einfach vorwärts.
Zweite Generation: Integrierte intelligente Allround-Agrarplattform
Ohne langes Zögern stürzte sich das Team sogleich auf die Entwicklung der zweiten Generation. Bei Recherchen stellte das Team fest, dass herkömmliche Landmaschinen aufgrund komplexer Geländeverhältnisse und zersplitterter Felder für viele Bauern – besonders Kleinbauern – eine kostspielige und ineffiziente Last darstellen. „In uns keimte die Idee, mit unserem Fachwissen eine intelligente Lösung für diese Bauern zu entwerfen.“ Das Team entschloss sich, eine geländegängige intelligente Landmaschine zu entwickeln, die Kleinbauern hilft, Anschaffungs- und Betriebskosten zu senken.
„Das Ausbildungsmodell der Universität, das Lehre und industrielle Praxis verknüpft, legte für uns eine hervorragende Grundlage.“ So lieferte etwa die Vorlesung Fahrzeugdynamik das theoretische Rüstzeug für das geländegängige Fahrwerk; die erlernte Regelungstechnik half dem Team, Probleme der Bahnplanung und der Steuerung des autonomen Fahrzeugs zu bewältigen.
„Viele unserer Kernmitglieder sind oder waren im DIAN Racing Team der Tongji-Universität, vom Planen der Zeichnungen bis zum rollenden Fahrzeug – dort sammelten wir reichlich Praxiserfahrung im Fahrzeugbau.“ Das 2013 gegründete Elektroauto-Rennteam der Tongji – DIAN Racing – hat etliche nationale und internationale Ehrungen errungen und ist eine Wirkstätte, auf der Tongji-Studierende ihren Automobilträumen Flügel verleihen. Zhang Haobo und die Teammitglieder Shao Yulong sowie Liu Changjie waren frühere Leistungsträger des Racing-Teams. Zum Projektteam zählen ferner herausragende Studierende der Fakultät für Maschinenbau & Energietechnik, der Fakultät für Design und Kreativität sowie vieler weiterer Fakultäten, die für mechanische Konstruktion und äußeres Design verantwortlich zeichnen.
„Professor Huang Yanjun beeinflusste mich besonders tiefgreifend. Er ermutigte mich, gewagte Vorstellungen zu entwickeln und mutig zu erschaffen.“ Laut Zhang Haobo unterstützte das Team nicht nur die Hochschule, sondern auch die Hochschullehrer mit großem Einsatz. Betreuungsprofessor Huang Yanjun ging oft gemeinsam mit dem Team hinaus auf die Felder und gab in Fragen des Projektdesigns und der Ausrichtung richtungsweisende Ratschläge.
Eben dank des Ausbildungsmodells der Universität, das Lehre und Praxis verknüpft, der aufopfernden und lehrreichen Betreuung durch die Professoren, des interdisziplinär verschmelzenden akademischen Umfelds sowie des brennenden Herzbluts der Mitglieder konnte zügig eine integrierte Landmaschinen-Plattform entwickelt werden, die einfache Pflanzarbeiten als Einzelfahrzeug ausführen kann.
Geschwind und es gelingt – das gilt auch hier.
Dritte Generation: Modulare, geländegängige intelligente Agrarplattform
„Wir erkannten rasch, dass ein integrierter Lösungsansatz für vielfältige und komplexe Aussaatszenarien nicht taugt – wir mussten einen modularen Weg einschlagen.“ Laut Zhang Haobo verfolgen sie das Prinzip „N Pflanzfahrzeuge plus ein Satz Hard- und Software“ als präzise, infrastrukturgebundene Lösung für die Landwirtschaft. Durch geländegängigen Mehrmaschinen-Verbund soll Kleinbauern intelligentes Pflanzen ermöglicht und der grüne Wandel der Landwirtschaft vorangetrieben werden.
Das Team setzte auf Einzelradantrieb und Einzelradlenkung: Jedes Rad verfügt über je einen Antriebs- und einen Lenkmotor. Vier Räder, acht Motoren – diese Kombination gewährleistet selbst bei Hangneigungen von 60 Grad noch ausreichende Geländegängigkeit. Die modulare Bauweise erlaubt es dem Nutzer, lediglich Anbaumodule zu tauschen und so Arbeitsgänge wie Pflügen, Pflanzen, Bewässern u. a. zu erledigen, was die Investitions- und Betriebskosten erheblich senkt.
„Mittlerweile forsche ich an einer Ende-zu-Ende-Autonomie.“ Zhang Haobo merkt an, dass das autonome Fahren der dritten Generation zwar noch auf Fernsteuerung basiert. Aber die Einbindung des Mehrkörperdynamik-Simulationssystems Chrono gewährleistet den präzisen Einsatz der Landmaschine in schwieriger Umgebung. Zudem wurde ein Mehrmaschinen-Kooperationssystem entwickelt, das über eine intelligente Dispositionsplattform die Aufgabenverteilung optimiert.
„Wir bauen nicht einfach eine Landmaschine – unser eigentlicher Wunsch ist, zur Agrar‑Data‑Infrastruktur Chinas beizutragen.“ Zhang Haobo erläutert die von seinem Team entwickelte Ceres-Zhihui-Nongji-Datenplattform. Entlang des ackerbaulichen Zyklus gliedert sie sich in drei Haupt‑Module: Pflanzmonitoring, Wachstumsmonitoring und Erntemonitoring. Pflanz- und Erntemonitoring konzentrieren sich auf die intelligente Maschine selbst, das Wachstumsmonitoring hingegen auf die Kulturpflanzen: Mittels Deep‑Learning‑Algorithmen im Computer‑Vision‑Bereich wird das Pflanzenwachstum überwacht, um Schädlingsbefall sowie Wasser- und Düngerbedarf zu analysieren.
„In Zukunft werde ich mein Promotionsstudium an der Tongji fortsetzen und ‚Zhihui Nongji‘ noch weiter voranbringen!“ Zhang Haobo ist überzeugt: die intelligente Landwirtschaft ist der Trend der Zukunft. Auf der Bühne der neuen Zeit können Tongji-Studierende Großes bewirken.
Quelle: Abteilung für Öffentlichkeitsarbeit des Parteikomitees, School of Automotive Studies CCTV-Nachrichten Fotos: zur Verfügung gestellt von den Interviewten Text/Redaktion: Fan Zongxin Verantwortlicher Redakteur: Nie Yangyang