Rasches Weltbevölkerungswachstum (nach UNO-Abschätzung: mehr als 9 Milliarden Menschen bis 2050), Ressourcenverknappung und immer schwierig werdende klimatische Bedingungen machen es erforderlich, noch mehr Nahrung zu produzieren. Laut Prognosen muss die landwirtschaftliche Erzeugung mindestens um 50% erhöht werden, um den immer größer werdenden Bedarf an Lebensmitteln abzudecken. Diese Erhöhung soll allerdings eher unter der Nutzung der existierenden Ackerflächen mit Steigerung der Agrarproduktivität erzielt werden und nicht mit Abholzung/Entwaldung, um mehr Agrarfläche zu erzielen, da dies die den ungünstigen Klimawandel eher beschleunigen und so die Lage für Landwirtschaft nur verschlimmern würde. Ziel der Bemühungen muss daher sein, mehr landwirtschaftliche Erzeugung von der bestehenden Agrarfläche zu erzielen, allerdings ohne die vorhandenen natürlichen Ressourcen und die Umwelt weiter zu belasten.

Moderne Informations- und Kommunikationstechnologien (ICT) tragen bereits zu diversen Wirtschaftssektoren einschließlich Landwirtschaft. Unter Smart Agriculture versteht man den Einsatz von ICT in Landwirtschaft, z.B. vernetzte Sensoren (Internet of Things, IoT), Roboter, automatisierte landwirtschaftliche Prozesse, präzise Düngung. Das Ziel dabei ist, Steigerung der Agrarproduktivität bei Minimierung der Ressourcen und Umweltbelastung.

Die bestehende ICT-Infrastruktur ist allerdings nicht effizient genug, um das volle Potenzial von Automatisierung und Präzision in der Land- und Forstwirtschaft auszuschöpfen. 5G-Mobilfunktechnologie mit ihrer genügend niedrigen Latenzzeit, viel größerer Übertragungskapazität und viel höherer Übertragungsrate als 4G ist fähig für nahezu Echtzeit-Anwendungen wie z.B. Befliegung von Video-ausgestatteten Drohen, um Pflanzen, Bäume sowie Vieh und Wildtier zu beobachten und entsprechende Maßnahmen in Echtzeit einzuleiten. Data Science und künstliche Intelligenz (KI) werden hier Schlüsselrolle spielen.

Im Reallabor „Smart Country“ wird die Entwicklung und Erprobung konkreter 5G Anwendungen für Land- und Forstwirtschaft unter realen Bedingungen in den beiden Pionierregionen der Landkreise Wolfenbüttel und Helmstedt in Niedersachsen umgesetzt. Dieses Projekt wird von einem Forschungskonsortium durchgeführt, woran mehrere Forschungsinstitute und Agrarfirmen beteiligt sind. Das Projekt wird vom Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) im Rahmen seines 5G-Innovationswettbewerbs finanziert.

Zielsetzung/Technischer Überblick vom Projekt: Daten von Agrarflächen und Forst werden unter dem Einsatz von IoT-Sensoren und Drohnen mit speziellen Kameras gesammelt. Mit KI-/Data-Analytik-Algorithmen werden diese Datensätze zusammengeführt und die Grundlage für die benötigten Entscheidungen geschaffen, um z.B. zwischen Kulturpflanzen und Unkraut zu unterscheiden für gesteuerte Düngung (wo und wie viel Dünger: pointed fertilizing/microdosing) und für umweltschonende mechanische Ausmerzung von Unkräutern mittels Feldroboter anstatt auf umweltbelastende chemische Mittel/Herbizid zurückzugreifen; Vieh und Wildtierbestände zu beobachten; mit NIR-spektroskopischen Messungen die Erntequalität in Echtzeit zu ermitteln (smart harvesting); zuverlässige Information über Waldinventur zu bekommen und effiziente und zielgerichtete Abholzung zu ermöglichen.
 

• Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V., 
• Julius-Kühn-Institut für Kulturpflanzen (Institut für Anwendungstechnik im Pflanzenschutz),
• Landwirtschaftskammer Niedersachsen, 
• Ostfalia Hochschule,   
• Rauch Landmaschinenfabrik GmbH, 
• Strube D&S GmbH,
• Technische Universität Braunschweig (Institut für mobile Maschinen und Nutzfahrzeuge, IMN), 
• Thünen-Institut für Waldökosysteme,
• Universität Oldenburg (Chair of Very Large Business Applications, VLBA),
• Wahlers Forsttechnik GmbH & Co.KG.
   

• Domäne Schickelsheim
• Niedersächsische Landesforsten
• Rittergut Lucklum
• Stiftung Zukunft Wald 
   

Die Steuerung des Gesamtvorhabens erfolgt durch einen Steuerungskreis, der aus den Vertretern von den Landkreisen Wolfenbüttel und Helmstedt besteht. 
Der Lehrstuhl Very Large Business Applications (VLBA) an der Universität Oldenburg ist in diesem Forschungsprojekt mit seiner langjährigen Expertise vertreten und wird sich schwerpunktmäßig mit Algorithmen-Entwicklung zur Datenanalyse und KI-basierten Automatisierung sowie Visualisierung der erfassten Daten beschäftigen
 

01.09.2021

31.08.2024

• Prof. Dr.-Ing. Jorge Marx Gómez
• Ali Akyol

5g-smart-country.de

www.bmvi.de/SharedDocs/DE/Artikel/DG/5g-innovationswettbewerb-tabelle-stufe-3-zweite-runde.html