Wissenssnack Mittwoch, 2. Juli 2025

Etwa die H?lfte der Fl?che Deutschlands wird nach Angaben des Umwelt Bundesamts landwirtschaftlich genutzt. Die intensive Bewirtschaftung hat gro?en Auswirkungen auf die Umwelt und das Klima: Agrarlandschaften bieten zwar Lebensraum für viele Arten und spielen eine wichtige Rolle für den Wasserhaushalt, doch Monokulturen, Maschinen, Pflanzenschutz- und Düngemittel beeintr?chtigen die Artenvielfalt, B?den, Gew?sser und die Luft. Gleichzeitig bedroht der Klimawandel mit immer h?ufigeren Extremwetterereignissen und steigenden Temperaturen die Ernten. Die Landwirtschaft muss sich anpassen.

Kai Bodemann ist wissenschaftlicher Mitarbeiter an der 新老虎机平台,最新老虎机 Osnabrück und forscht im Projekt Cropboter Net an einer M?glichkeit, wie die Landwirtschaft von morgen diesen vielf?ltigen Herausforderungen begegnen k?nnte: dem Spot Farming.

Was ist Spot Farming?

Der ?bergang zu einer nachhaltigeren Landwirtschaft bei gleichzeitig steigendem Nahrungsmittelbedarf erfordert neue Konzepte und Technologien: zum Beispiel Spot-Farming. Dabei werden landwirtschaftliche Fl?chen deutlich kleinteiliger bewirtschaftet als in der konventionellen Landwirtschaft. Dabei k?nnen die angebauten Pflanzen bestm?glich auf den Boden abgestimmt werden. So werden Monokulturen vermieden. Au?erdem kommen in der Regel kleinere und leichtere Maschinen zum Einsatz, wodurch die Bodenverdichtung reduziert wird.

Spot-Farming ist deshalb aber sehr arbeitsaufwendig. Gleichzeitig macht der demografische Wandel auch vor der Landwirtschaft nicht halt, weshalb es immer schwieriger wird, genügend Mitarbeitende zu finden.

Deshalb kommen verst?rkt Agrarroboter und Drohnen zum Einsatz, die zur Koordination untereinander eine zuverl?ssige Datenkommunikation ben?tigen.

Wie kann eine zuverl?ssige Datenkommunikation in der Landwirtschaft umgesetzt werden?

Mit dem aktuellen Mobilfunkstandard 5G. Diese Technologie bietet den besten Kompromiss aus Reichweite, Datenrate und Robustheit im Freien im Vergleich zu anderen drahtlosen Kommunikationstechnologien wie etwa WLAN oder Bluetooth.

5G umfasst wurde dabei als flexibles, anwendungsorientiertes Netz gestaltet. Im Alltag kennen wir zum Beispiel die Funktion m?glichsten vielen Anwendenden gleichzeitig eine m?glichst hohe Datenrate beim mobilen Surfen im Internet zur Verfügung zu stellen. Ein 5G Netz kann aber auch so konfiguriert werden, dass es extrem viele Ger?te mit einer ausreichenden Netzverbindung versorgt, zum Beispiel zum ?bertragen von Sensordaten oder das Ger?te im Netzwerk mit sehr geringer Verz?gerung miteinander kommunizieren k?nnen.

Wie kann man 5G im l?ndlichen Raum nutzen, wo der Netzausbau eher schlecht ist?

Hierfür k?nnen nomadische 5G-Campusnetze eingesetzt werden. Das sind private 5G Netze.  Die Bundesnetzagentur, die Beh?rde, die sich unter anderem um die Regulierung der Mobilfunkfrequenzen kümmert, hat spezielle Frequenzen für diese Netze vorgesehen. Im Projekt ?Cropboter-Net“ besch?ftigen wir uns unter anderem mit der Frage, wie ein solches Netz automatisierten in Betrieb genommen werden kann, damit es auch von Personen ohne Erfahrung mit 5G-Netzen genutzt werden kann. In einem vorherigen Projekt haben wir schon eine mobile 5G-Basisstation entwickelt, die an einen Trecker montiert werden kann, so dass lediglich der Trecker an die Stelle gefahren werden muss, wo die Roboter und Drohnen das Netz ben?tigen.

Was sind besondere Herausforderungen bei der Bereitstellung des 5G-Netzes für die Landwirtschaft?

Es gibt drei gro?e Herausforderungen, zum einen muss die Kommunikation sehr resilient sein, das hei?t, dass die Kommunikation auch noch dann funktionieren muss, wenn beispielsweise eine Baumreihe oder eine Scheune die direkte Sichtverbindung zwischen der Maschine und der mobilen Basisstation verdeckt. Dafür untersuchen wir verschiedene Konzepte wie Multipath-?bertragungen.

Die zweite Herausforderung ist die Selbstorganisation des Netzes. Damit ist gemeint, dass sich die Maschinen selbstst?ndig an die aktuelle Netzsituation anpassen k?nnen, ohne dass manuelles Eingreifen n?tig ist. Dazu erproben wir Monitoring Verfahren, die unter anderem mit Hilfe von künstlicher Intelligenz kritische Situationen im Netz, zum Beispiel einen drohenden Verbindungsabbruch, erkennen und entsprechende Gegenma?nahmen einleiten k?nnen, etwa den Wechsel von einer Basisstation mit schwachem Signal zu einer anderen mit besserem Signal.

Die dritte Herausforderung ist die Anbindung an das ?ffentliche Internet. Diese ist zum Beispiel dann erforderlich, wenn eine teilautonome Maschine menschliche Unterstützung ben?tigt, damit dieser die Maschine aus der Ferne steuern kann. Hierfür muss eine geeignete Methode gefunden werden, die in auch in Gebieten mit schlechter ?ffentlicher Infrastruktur funktioniert. Gleichzeitig muss sichergestellt werden, dass sowohl aus dem Campusnetz selbst und auch über das Internet kein unbefugter Zugriff auf das Netz erfolgen kann, damit die (teil)autonomen Maschinen sicher betrieben werden k?nnen.