5G ermöglicht die Vernetzung autonomer Ernteroboter

  • Das Projekt 5G.Natural erprobt den Einsatz autonomer Landwirtschafts-Roboter für die Ernte etwa von Kartoffeln, Zwiebeln, Karotten oder Radieschen. Zur Vernetzung der Maschinen dient 5G.
  • Auf einem Feld können sich auch mehrere der Maschinen autonom bewegen. Umfangreiche Sicherheitsfunktionen verhindern dabei Kollisionen und schützen Menschen und Tiere im Umfeld des Roboters.
  • Zudem unterstützt die Technik den regionalen Anbau von Lebensmitteln. Der Einsatz der Roboter soll in Zukunft auch die Produktion sogenannter Specialty Crops, also ungewöhnlicher Kulturpflanzen wie Süßkartoffeln, Maniok, Topinambur oder Yacon erleichtern. Damit richtet sich das Projekt nicht zuletzt auch an kleinere, spezialisierte landwirtschaftliche Betriebe, die sich die Roboter untereinander teilen können. Das Projektkonsortium unterstreicht die positiven Auswirkungen auf Nachhaltigkeit und Biodiversität.


Unter dem Schlagwort „Smart Farming“ gibt es schon eine ganze Reihe von Beispielen für digitale und vernetzte Werkzeuge in der Landwirtschaft. Manches davon ist bereits im Einsatz, andere Lösungen werden aktuell noch entwickelt. Häufig spielt dabei auch 5G eine wichtige Rolle – beispielsweise, wenn die Anwendungen schnelle Reaktionszeiten, große Bandbreiten oder präzise Positionierung erfordern.


„5G.Natural“ ist eines dieser Projekte, die sich aktuell noch im Erprobungsstadium befinden. Es setzt auf den 5G-Mobilfunkstandard, um autonome Ernteroboter zu steuern. Neben der technischen Umsetzung untersucht das Projekt auch den „Business Case“ hinter solchen Anwendungen – also die Frage, unter welchen Bedingungen sich der Einsatz der vernetzten Technik lohnt. 


In der neuesten Folge unseres Podcasts „MobilfunkTalk“ sprechen wir mit Andrea Hendrickx. Sie ist Geschäftsführerin der Firma Infosys Deutschland, die das Projekt 5G.Natural als Konsortialführer steuert.


Die in dem Projekt eingesetzten und untersuchten autonomen Ernteroboter unterscheiden sich auf den ersten Blick nicht von anderen landwirtschaftlichen Maschinen. Doch statt von Menschen bedient zu werden, übernimmt eine Künstliche Intelligenz (KI) die Steuerung der Maschinen. Und dies sogar im Schwarm – das heißt, auch mehrere dieser Roboter können sich gleichzeitig auf einem Feld bewegen und dort arbeiten. Sogar eine Nutzung in industriellen Gewächshäusern ist denkbar – in beiden Fällen ist ein mögliches Einsatzgebiet die Automatisierung der Ernte von Gemüse wie zum Beispiel Kartoffeln, Zwiebeln, Karotten oder Radieschen. Der Einsatz der Roboter senkt nicht nur Arbeitskosten, sondern trägt beispielsweise auch dazu bei, Arbeitsunfälle zu vermeiden.
 

: Die autonomen Landwirtschaftsroboter können eine Vielzahl von Gemüsesorten ernten
Die autonomen Landwirtschaftsroboter können eine Vielzahl von Gemüsesorten ernten

5G sorgt für Effizienz und Sicherheit bei der Vernetzung autonomer Landmaschinen 

Zur Vernetzung der Ernteroboter dient 5G. Die fünfte Mobilfunkgeneration ermöglicht die zur Echtzeit-Navigation nötigen kurzen Berechnungs- und Signalübertragungs-Zeiten sowie die hohen Datenraten, die etwa zur Auswertung von Videobildern des Bereichs vor dem fahrenden Roboter erforderlich sind. Von einer „Operator-Station“ aus, lassen sich alle Aktivitäten auf einem Feld kontrollieren. „5G reagiert schlichtweg schneller als frühere Mobilfunkstandards – erst dadurch ist der autonome Betrieb der Ernteroboter gegeben“, berichtet Infosys-Deutschland-Geschäftsführerin Andrea Hendrickx.


Besonders wichtig sind in diesem Zusammenhang auch Sicherheitsfunktionen, damit das System etwa Hindernissen automatisch ausweichen und auch ohne Interaktion eines Bedieners insbesondere im Feld vorhandene Menschen oder Tiere schützen kann. Zu diesem Zweck sollen die Ernteroboter „resilient“ sein – sich also zuverlässig und sicher eigenständig auf dem Feld bewegen können.


Als weiterer Vorteil unterstützt die Technik den regionalen Anbau von Lebensmitteln. Der Einsatz der Roboter soll in Zukunft auch den Anbau sogenannter Specialty Crops, also ungewöhnlicherer Kulturpflanzen wie Süßkartoffeln, Maniok, Topinambur oder Yacon, erleichtern. Solche Anbauaktivitäten sind beispielsweise auch auf kleineren Feldern möglich. Mehrere kleinere landwirtschaftliche Betriebe könnten die vernetzten Roboter gemeinsam nutzen – ähnlich wie es heute auch schon bei anderen Landmaschinen üblich ist. Das Projektkonsortium betont, dass 5G.Natural so auch zur Steigerung von Nachhaltigkeit und Biodiversität beitragen kann.


Auch die Wirtschaftlichkeit sieht nach ersten Projektergebnisse vielversprechend aus. Ohnehin haben Ernteroboter nach Marktstudien bis 2030 ein Umsatzpotenzial von rund 3 Milliarden Euro weltweit bei jährlichen Steigerungsraten von rund 21 Prozent. Gerade in Hochlohnländern wie Deutschland und anderen europäischen Nachbarn könne eine teilweise Automatisierung in der Landwirtschaft zudem einen wichtigen Beitrag zur Sicherstellung der Versorgung mit bezahlbaren Nahrungsmitteln leisten.


An dem Projekt beteiligt sind das IT-Unternehmen Infosys Deutschland, der FIR e.V. (Forschung-Innovation-Realisierung) an der RWTH Aachen sowie das Startup Schmiede.One, das aus der auf Landmaschinen spezialisierten Grimme-Gruppe hervorgegangen ist. Infosys fokussiert sich dabei auf die benutzerzentrierte Softwareentwicklung inklusive Schwarmintelligenz sowie die Bereitstellung der Plattform bei gleichzeitigem Management des Konsortiums. Der FIR bringt seine 5G-Kompetenz ein und führt Rentabilitätsanalysen durch. Schmiede.One entwickelt und baut die Ernteroboter, stellt das in der Nähe von Düsseldorf gelegene Testfeld zur Verfügung und trägt die hardwarenahe Programmierung bei. Die Roboter wurden für das Projekt als Prototyp gebaut, eine Serienfertigung bereitet das Startup parallel vor.


Für 5G.Natural nutzt das Konsortium eine eigene, private 5G-Versorgung auf dem Testfeld. Bei späterer Anwendung sollen sich die Ernteroboter aber auch über das öffentliche 5G-Netz steuern lassen. Die größte Herausforderung bestehe somit in der Geschwindigkeit und Reichweite des Netzausbaus – ein klarer Grund, warum der 5G-Ausbau auch in ländlichen Regionen überaus wichtig ist.


Weitere Informationen zum Projekt 5G.Natural finden Interessenten hier.
 

Auf allen wichtigen Podcast-Plattformen vertreten

Das rund 13-minütige Gespräch mit Andrea Hendrickx haben wir in der neuesten Folge unseres Podcasts MobilfunkTalk veröffentlicht. Sie finden ihn auf allen einschlägigen Podcast-Plattformen.

Veröffentlicht am 18.01.2023