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5G kommt in die Landwirtschaft

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5G-Geschwindigkeiten übertreffen die Geschwindigkeiten von drahtgebundenen Netzwerken und bieten eine Latenzzeit von 1 Millisekunde oder weniger, was für Anwendungen, die Echtzeit-Feedback erfordern, von Vorteil ist. 5G wird eine Erhöhung der über drahtlose Systeme übertragenen Datenmenge ermöglichen.

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5G-Mobilfunknetze sind da, und sie werden die Agrarindustrie revolutionieren, die neue Innovationen einführt. Die fünfte Generation drahtloser Netzwerke oder 5G ist die neueste Version der Mobilfunktechnologie, die entwickelt wurde, um die Geschwindigkeit und Reaktionsfähigkeit von drahtlosen Netzwerken deutlich zu erhöhen. Mit 5G können Daten, die über drahtlose Breitbandverbindungen übertragen werden, mit Multigigabit-Geschwindigkeiten übertragen werden. 5G-Geschwindigkeiten übertreffen die Geschwindigkeiten von drahtgebundenen Netzwerken und bieten eine Latenzzeit von 1 Millisekunde oder weniger, was für Anwendungen, die Echtzeit-Feedback erfordern, von Vorteil ist. 5G wird aufgrund der leichter zugänglichen Bandbreite und der fortschrittlichen Antennentechnologie eine Erhöhung der über drahtlose Systeme übertragenen Datenmenge ermöglichen.

Durch den Einsatz von 5G können Landwirte die Feldbedingungen überwachen und sich benachrichtigen lassen, wenn Pflanzen bewässert, mit Pestiziden behandelt oder gedüngt werden müssen. Weitere Einsatzmöglichkeiten für 5G in der Landwirtschaft sind die Verfolgung von Vieh, das Steuern von landwirtschaftlichen Drohnen und das Lenken von selbstfahrenden Traktoren. Das Ergebnis für die Landwirtschaft sind verbesserte Ernteerträge, qualitativ hochwertigere Produkte und höhere Gewinne. Die Landwirtschaft ist ein Multimilliarden-Dollar-Industriezweig, der im Vereinigten Königreich fast 1% des BIP, in den USA 6% und in Australien 12% ausmacht.

Der Unterschied zwischen dem bestehenden 4G und dem neueren 5G wird die Konnektivität zwischen den Geräten wesentlich schneller machen und es gleichzeitig erleichtern, mehr Geräte an einen einzelnen Mobilfunkmast anzuschließen. Die Landwirte, die bereits 4G verwenden, werden sich 5G zu eigen machen. 4G arbeitet mit 100 Mbps, während 5G mit 10 Gbps läuft, ein gewaltiger Unterschied.

Die Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation der UNO behauptet, dass die Landwirte in den nächsten 30 Jahren 70% mehr Nahrungsmittel anbauen müssen, nur um mit der steigenden Weltbevölkerung Schritt zu halten. Um dieser Nachfrage gerecht zu werden, müssen die Landwirte die neueste Technologie einsetzen, um mit weniger Arbeitskräften mehr anzubauen.

Vor drei Jahren war RuralFirst das erste Landwirtschaftsprojekt (Hands-Free Hectare), das eine Ernte ohne menschliche Hilfe auf dem Feld effektiv anbaute, bewirtschaftete und erntete. Das Projekt schreitet mit der 5G-Technologie zur Produktivitätssteigerung voran. Autonome Traktoren säen die Samen aus, Drohnen mit Sensoren überwachen die Pflanzen, und kleine Roboter nehmen Proben, um zu berechnen, welche Düngemittel und Pestizide wo ausgebracht werden müssen.

Die Landwirtschaft ist ein Industriezweig, der von kleinen Temperatur- und Feuchtigkeitsschwankungen betroffen ist. Ernteprobleme werden erst entdeckt, wenn der Schaden bereits eingetreten ist. Um dies zu vermeiden, wird die transformative 5G-Technologie zur Überwachung der Umweltbedingungen und zur Verfolgung, Fütterung, Überwachung des Viehbestands und sogar zum Melken der Kühe ohne menschliches Zutun eingesetzt. Sie wird auch zum Pflügen, Säen, Füttern, zur Gesundheitsüberwachung und zur autonomen Ernte von Feldfrüchten eingesetzt. Zurzeit wird 4G verwendet, aber die hohe Bandbreite von 5G unterstützt eine größere Anzahl von Sensoren, die gleichzeitig mit geringer Latenzzeit kommunizieren, was es perfekt für landwirtschaftliche Betriebe macht.

5G unterstützt die intelligente Landwirtschaft, die präzise Behandlungen der Pflanzen erfordert. Anstatt ein ganzes Feld gleich zu behandeln, können Landwirte jeder Pflanzenreihe genau das geben, was sie benötigt. 5G ist dafür entscheidend, da es die Kommunikation von Maschine zu Maschine unterstützt. 5G beschleunigt den gesamten Arbeitsablauf, da Maschinen zentral gesteuert und Daten in Echtzeit gesendet werden können.

Damit intelligente Landwirtschaft erfolgreich sein kann, sind 5G-gekoppelte Landmaschinen eine Notwendigkeit. Höhere Rechenleistung und Datenerfassung sind die treibenden Kräfte hinter dem Einsatz künstlicher Intelligenz. Aber es ist notwendig, die Daten dorthin zu bekommen, wo sie für die Analyse benötigt werden. Der Einsatz von 5G bei landwirtschaftlichen Maschinen und Sensoren wird die Menge der verfügbaren Daten erhöhen, so dass die künstliche Intelligenz das tun kann, was sie gut kann, z.B. Muster erkennen, mit denen sich die Erträge verbessern lassen, z.B. durch Frühwarnungen vor Krankheiten.

Die autonomen Drohnen sind mit einem Unkrautscanner und einer Feldspritze ausgestattet. Sie scannen die Nutzpflanzen mit Hilfe der KI, um Unkraut zu identifizieren. Die Ergänzung des Kameraspeichers einer Drohne durch Tiefenlerntechniken hilft bei der Identifizierung konzentrierter Unkrautgebiete. Die Drohne setzt dann Herbizide dort ein, wo sie benötigt werden. Darüber hinaus können die Nutzpflanzen anhand der Analyse der Farbe oder Größe der Pflanzen früher oder später gepflückt werden.

Die heutigen Drohnenkameras können den Unterschied zwischen Nutzpflanzen und Unkraut erkennen. Das mit Vodafone 5G betriebene System von Blue River, das sich im Besitz von John Deere befindet, verwendet hochauflösende Kameras, die 20 Bilder pro Sekunde aufnehmen. KI ermöglicht es dem System, die Unterschiede zwischen Feldfrüchten und Unkraut zu erkennen.

Mit 5G werden wir mehr Innovation im Agrarsektor erleben. Landwirte müssen kostspieliges Vieh lokalisieren und überwachen. Dies ist äußerst wertvoll für die Gesundheit der Kühe und die Nahrungsaufnahme, die dem Landwirt mitgeteilt wird, falls er einem bestimmten Tier Hilfe leisten muss. Mit Hilfe von Geolokalisierungsdiensten können die Kosten für die Ortung von Vieh reduziert werden. Dies ist besonders wichtig während der Abkalbezeit. Der "Moocall"-Sensor ist ein schwanzmontierter Sensor von Vodafone, der den Landwirt alarmiert, wenn ein Kalb kurz vor der Geburt steht. Seit seiner Einführung im Jahr 2017 sind mehr als 250.000 Kälber sicher mit diesem Sensor geboren worden

In trockenen, dürren Gebieten ist es entscheidend, Wasser zu sparen. Bodensonden werden etwa einen Meter unter einer Bewässerungsleitung vergraben, die Daten über den Boden sammeln und zurücksenden, so dass ein Landwirt die Bodenfeuchtigkeit, die Wasserverhältnisse und den Salzgehalt verfolgen kann. Die Messwerte werden vom Landwirt analysiert, der dann die Bewässerungszyklen und die Bodenernährung genau steuern kann. Diese Sonden können mit Hilfe von 5G den Wasserverbrauch um 40% reduzieren.

Da die Frequenz von 5G höher ist, ist ihre Reichweite kürzer, was zusätzliche Mobilfunkmasten erfordert, um ein bestehendes Netzabdeckungsgebiet abzudecken. Hiber startete das weltweit erste IoT-Satellitennetzwerk mit dem Namen Hiberband, das für abgelegene Gebiete und Entwicklungsländer konzipiert wurde. Das Hiberband-Netzwerk überträgt Daten von Modems und Antennen am Boden direkt zu den Nanosatelliten und dann zurück zum Benutzer.

Intelligente Landwirtschaft ist nicht nur eine technische Innovation, sie ist absolut notwendig, um zur Ernährung einer ständig wachsenden Bevölkerung beizutragen; aber mit der bestehenden Infrastruktur wird dies nicht möglich sein.

5G-Netze müssen die Qualität der Dienste verbessern und aufkommende Technologien wie das Network Slicing im Kernnetz nutzen. Die Träger der Funk-/Zugangsebene müssen auch daran arbeiten, die Gerätekosten und den Energieverbrauch zu senken und die Zuverlässigkeit, Abdeckung und Frequenzausbeute zu erhöhen.

Die Landwirte beginnen, IoT-fähige Technologien in Betrieb zu nehmen. Mit 5G-Geschwindigkeiten und -Bandbreite werden immer mehr landwirtschaftliche Anwendungen entwickelt, die das IoT zu neuen Höhenflügen führen. Von der Hilfe bei der Bewässerung bis hin zur Bekämpfung von Pflanzenkrankheiten ist die Zahl der möglichen Anwendungen von IoT-Technologien in der Landwirtschaft nahezu unbegrenzt

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