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- Japans Agrarindustrie ist von einer alternden Bevölkerung und einem Rückgang der Arbeitskräfte betroffen.
- An abgelegenen Orten hilft 5G-gestützte Technologie Landwirten mit Unterstützung von Experten beim Anbau von Pflanzen.
- Privates 5G ist für die Landwirtschaft besser, weil es ländliche Gebiete zuverlässiger abdecken kann.
- Dieser Artikel ist Teil des „5G Playbook“, einer Reihe, die sich mit einer der wichtigsten technischen Innovationen unserer Zeit befasst.
Japans alternde Arbeitskräfte und der Bevölkerungsrückgang haben erhebliche Auswirkungen auf die Agrarindustrie des Landes. Der Volkszählung der Land- und Forstwirtschaft 2020 fanden heraus, dass zwischen 2015 und 2020 die Zahl der Landarbeiter in Japan um über 20 % zurückgegangen ist. Von den übrigen Landarbeitern waren fast 70 % 65 Jahre oder älter.
Um die Branche wiederzubeleben, arbeiten private Unternehmen und Kommunalverwaltungen zusammen, um Technologien zu entwickeln, die den Druck von alternden Landwirten und einer schrumpfenden Erwerbsbevölkerung etwas verringern können. Dabei spielt die Technologie für das mobile 5G-Internet eine wichtige Rolle.
5G-basierte Technologie hilft Landwirten bei der Überwachung ihrer Ernte
Japanische Landwirte sind für die Produktion wichtiger Exportgüter wie Reis, Gerste und Weizen von entscheidender Bedeutung, die alle auch im Inland nachgefragt werden. Smart-Farming-Technologien können dazu beitragen, die Landwirtschaft einfacher und effizienter zu machen, wenn sich die Arbeitskräfte verändern, sagte Abe Masakuza, Leiter der Managementstrategie und -implementierung bei NTT AgriTechnology, der landwirtschaftlichen Produktionsabteilung von Nippon Telegraph and Telephone.
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„Dieser Ansatz ist umweltfreundlich, eliminiert Reisezeiten und ermöglicht es Experten, mehr Landwirte in begrenzter Zeit zu unterstützen, was zur Verringerung des Arbeitskräftemangels in der Landwirtschaft und zur Verwirklichung einer profitablen Landwirtschaft beiträgt“, sagte Masakuza in einer E-Mail an Insider.
Smart Farming wurde 2020 von NTT AgriTechnology in Chōfu City, Tokio, im Rahmen eines dreijährigen Projekts in der japanischen Landwirtschaft eingeführt. Experten des landwirtschaftlichen Forschungszentrums der lokalen Regierung in Tachikawa, Tokio, etwa eine Autostunde entfernt, unterstützten die Landwirte in der Stadt Chōfu mithilfe von 5G-Technologie und ermöglichten eine Landwirtschaft ohne Hilfe vor Ort. Die Experten halfen den Landwirten beim Anbau von Pflanzen mit vollständiger Fernschulung.
Im selben Jahr landeten die ersten 5G-betriebenen elektrischen Robotertraktoren in Iwamizawa, einer Stadt im Norden Japans. Die Maschine wurde durch Partnerschaften zwischen der Hokkaido-Universität, NTT und lokalen Regierungen entwickelt und zeigte, dass 5G in der Lage ist, große Informationsmengen zuverlässig von den Traktoren an Datenüberwachungsstandorte zu übertragen.
Robotertraktoren und mit 5G verbundene Roboter ermöglichten es Landwirten, Ernten auf mehreren Feldern von einem einzigen Standort aus aus der Ferne zu überwachen und Unterstützung von Experten der Agrarforschung zu erhalten. Mit 5G betriebene Roboter halfen Landwirten auch dabei, aus der Ferne Pestizide zu versprühen, Gras zu schneiden und andere körperlich anstrengende Aufgaben zu erledigen, die für die alternde Belegschaft ansonsten anstrengend wären.
Entscheidend ist, dass 5G den Landwirten aufgrund der erheblichen Bandbreite die Übertragung von 4K-Filmmaterial in Echtzeit ermöglicht, sagte Masakuza, eine Leistung, die eine Herausforderung wäre, wenn sie ausschließlich über WLAN-Netzwerke durchgeführt würde. Dies hilft Landwirten, ihre Pflanzen auf Krankheiten zu überwachen und einen Erntezeitplan zu erstellen, während sie gleichzeitig mit Bedingungen zurechtkommen, die sich täglich ändern können. Noch wichtiger ist, dass die geringe Latenz der 5G-Technologien dafür sorgt, dass Experten Roboter sicher bedienen können.
„Die Fähigkeit, den Roboter schnell anzuhalten und aus der Ferne zu steuern, ist aus Sicherheitsgründen von entscheidender Bedeutung“, sagte Masakuza. „Und privates 5G macht den tatsächlichen Roboterbetrieb möglich.“
Landwirte profitieren von diesem System, sagte Masakuza, weil es ihnen ermöglicht, täglich Unterstützung von Experten zu erhalten, statt der wöchentlichen oder sogar monatlichen Unterstützung, die sie zuvor hatten.
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„Sie müssen ihre Ernte nicht mehr jeden Tag kontrollieren“, sagte Masakuza. „Bilder und Daten können einfach gesammelt und analysiert werden.“
In mehreren Fallstudienszenarien wurde die 5G-Technologie eingesetzt. In der Stadt Chōfu baute NTT vollautomatische Gewächshäuser, in denen Landwirte 5G-Technologie wie Datenbrillen nutzten, um Variablen wie Temperatur und Luftfeuchtigkeit zu steuern. In der Fallstudie verringerten die Gewächshäuser die Belastung der Landwirte und schützten die Pflanzen vor extremen Wetterbedingungen.
Darüber hinaus ermöglichte 5G den Arbeitern der Stadt Chōfu ohne landwirtschaftlichen Hintergrund, Fernunterricht von Experten zu erhalten, dann erfolgreich Tomaten anzubauen und die Ernte wieder in die örtliche Lebensmittelversorgung einzuspeisen. Dank des 5G-Zugangs kann der Unterricht in hoher Auflösung und in Echtzeit erfolgen. Tomatenpflanzen profitieren von diesen Innovationen, da sie im japanischen Klima, das im Allgemeinen heiß und feucht ist, eine ständige Überwachung benötigen, um zu wachsen.
Private 5G-Netze erweisen sich als zuverlässiger für Innovationen
Japans 5G-Netz deckt bereits etwa 55,5 % der Bevölkerung ab, Ziel ist eine Abdeckung von 95 % bis Ende 2023. Der Großteil dieser Abdeckung kommt von Mobilfunkanbietern, die öffentliche Netze anbieten. Smart-Farm-Produzenten hoffen jedoch, die Entwicklung privater, lokaler Netzwerke voranzutreiben, die ländliche Agrarregionen abdecken.
Private 5G-Netze seien besser für die Landwirtschaft, weil sie besser an die Anforderungen der örtlichen Gegebenheiten angepasst werden könnten und ländliche Gebiete zuverlässiger abdecken könnten, sagte Shahid Ahmed, Executive Vice President für neue Unternehmungen und Innovation bei NTT.
„Diese Traktoren sind wirklich fortschrittlich geworden und müssen ständig angeschlossen werden“, sagte Ahmed. „Auf dem Weg zu Echtzeitanalysen und maschinellem Lernen müssen Sie auf Echtzeitdaten zugreifen.“
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Ahmed fügte hinzu, dass eine konsistente, robuste Konnektivität für die Landwirtschaft und andere Branchen mit sich wiederholenden Aufgaben von entscheidender Bedeutung sei. Eine Verzögerung bei der Konnektivität kann problematisch sein, wenn ein Roboter veraltete Informationen verarbeitet.
„Wenn Sie die Düngemittelzusammensetzung in Ihrem Traktor anpassen möchten, können Sie nicht einmal ein paar Sekunden warten“, sagte Ahmed. „Sie sollten sich innerhalb einer Sekunde anpassen, denn während Sie sich durch den Boden bewegen, gibt es unterschiedliche Profile. Sie möchten sich sofort anpassen.“
5G sei aufgrund seiner größeren Bandbreite und geringeren Latenz als frühere Generationen des mobilen Internets das richtige Werkzeug für diese Aufgabe, sagte Ahmed.
Die nächsten Schritte für die 5G-Landwirtschaft bestehen darin, den Umfang dieser Projekte zu erweitern, damit Landwirte mehr Felder gleichzeitig überwachen können, sagten Ahmed und Masakuza. Um dies zu erreichen, müssten Unternehmen und Kommunalverwaltungen weiterhin in private, lokale 5G-Netze investieren, fügten sie hinzu. Auch die Einführung von Pestiziddrohnen und Erntetechnologien könnte die Nachfrage für Landwirte und die Belastung der Beschäftigten verringern. Sie hoffen, dass KI bald in der Lage sein wird, auf Basis der gesammelten Daten Empfehlungen abzugeben.
„Man kann diese fortschrittlichen Softwaresysteme wie maschinelles Lernen und KI nicht wirklich nutzen, wenn keine Echtzeitdaten eingehen und gesammelt werden“, sagte Ahmed über die Verwendung von 5G. „Sie brauchen ein robustes Netzwerk.“