Smart-Farming: Erklärung, Herausforderungen und Chancen

Wird die Welt angesichts der erwarteten raschen Bevölkerungszunahme in den nächsten Jahrzehnten genug zu essen haben? Dies wird sehr stark von unserer Fähigkeit abhängen, mit der Nahrungsmittelversorgung Schritt zu halten – und zwar nachhaltig.

Smart Farming basierend auf IoT-Anwendungen reagiert auf die Herausforderung, indem es fortschrittliche Technologien in aktuelle landwirtschaftliche Praktiken integriert um bessere Ergebnisse zu erzielen.

Was ist Smart-Farming?

Intelligente Landwirtschaft bezieht sich einfach auf das Betreiben einer Farm mit fortschrittlichen Technologien, um die Quantität und Qualität der Ernte zu erhöhen und gleichzeitig den Umfang der erforderlichen menschlichen Arbeitskraft zu reduzieren.

Smart Farming automatisiert diese für Landwirte:

  • Boden-, Wasser-, Licht-, Feuchtigkeits- und Temperaturmanagement
  • Ernteüberwachung über Computer und Mobiltelefone
  • Automatisierung von Ernte, Dünger und Bewässerung

Ausgestattet mit Sensoren, Robotern und anderen Überwachungsgeräten können die Landwirte von heute die Bedingungen auf dem Feld verwalten, ohne zum Betrieb gehen zu müssen. Das Konzept des Smart Farming ist der Haupttreiber des Internet of Food.

Was ist das Internet of Food (IoF)?

Das Internet of Food (IoF) ist ein Projekt der Europäischen Union (EU) das darauf abzielt, eine Infrastruktur zu definieren und einzurichten, um den bedingten Austausch von Daten und Modellen aus verschiedenen Rechenquellen und Daten- und Modellbesitzern zu ermöglichen. Es wird vom Institute for Sustainable Process Technology (ISPT) geleitet.

Es konzentriert sich auf die Entwicklung verbesserter Sensoren für die Lebensmittelproduktion, um den Übergang zu einer effizienteren und nachhaltigeren Lebensmittelindustrie zu unterstützen. Zu den Aktivitäten des Projekts gehören:

  • Teilen verfügbarer und zukünftiger Daten und Modelle über eine verknüpfte Dateninfrastruktur
  • Lebensmittelbezogene Daten auffindbar, zugänglich, interoperabel und wiederverwendbar machen
  • Vereinbarung von Regeln für einen erfolgreichen Datenaustausch zwischen Unternehmen
  • Sammeln nützlicherer Daten, einschließlich neuer Produkte, Prozesse und Nachhaltigkeitsstrategien

Das Institute for Sustainable Process Technology (ISPT) hat derzeit fünf IoF-Partner:

  • NIZO: Ein führendes Unternehmen in der Auftragsforschung für bessere Ernährung und Gesundheit.
  • Symrise: Ein Hersteller von Duft- und Geschmacksstoffen für Verbraucherprodukte.
  • Technische Universität Eindhoven: Eine Universität die Wissen in Wissenschaft und Technologie zum Wohle der Menschheit fördert.
  • Unilever: Einer der weltweit größten Konsumgüterkonzerne.
  • Wageningen University & Research (WUR): Eine Universität die darauf abzielt, das Potenzial der Natur zur Verbesserung der Lebensqualität zu erforschen.

Herausforderungen von Smart-Farming

KonnektivitätIoT-Konnektivität stellt eine große Hürde an abgelegenen Standorten dar, an denen Kommunikationsnetze unzureichend oder nicht vorhanden sind. Wenn keine sicheren und zuverlässigen Verbindungen hergestellt werden, kann der Zweck der Verwendung von IoT-Geräten zunichte gemacht werden, da diese nicht wie beabsichtigt kommunizieren können. Ohne die notwendige Infrastruktur wissen intelligente Landwirte nicht, ob ihre Pflanzen gepflegt werden müssen.

Wartung

Nach der Einrichtung der erforderlichen Infrastruktur wäre eine weitere Herausforderung die angegangen werden muss die Netzwerkwartung. Das Kommunikationsnetz sollte reibungslos funktionieren, um einen reibungslosen Betriebsablauf zu gewährleisten. Und wenn man bedenkt, dass die in der Landwirtschaft verwendeten Geräte rauen Elementen ausgesetzt sind und daher leicht beschädigt werden können. Es ist daher ein Muss, Strategien zu entwickeln um sicherzustellen, dass Sensoren und andere Geräte jederzeit gut gewartet werden.

Kosten und Datengenauigkeit

Auch dort wo die Infrastruktur kein Thema ist, sind IoT-Systeme und die zu ihrer Wartung erforderlichen Spezialisten kostspielig und die gesammelten Daten sind nicht immer genau – was den Landwirten kaum einen Anreiz gibt zu investieren.

Umweltfaktoren

Was hat dann Mutter Natur zu all dem zu sagen? So intelligent Landwirtschaftstechnologien auch sein mögen, sie haben wenig bis gar keine Möglichkeit, Umweltfaktoren wie Dürren die Land unbrauchbar machen, Stürme die Ernten zerstören bevor sie geerntet werden können oder den Klimawandel im Allgemeinen zu beeinflussen.

Ethik

Nicht zuletzt muss sich die IoT-Branche mit sozial-ethischen Fragen auseinandersetzen. Was passiert mit Arbeitern deren Fähigkeit Essen auf den Tisch ihrer Familien zu bringen von Agbots bedroht wird? Welche Rolle sollten Regierungen bei der Regulierung, Unterstützung und Begrenzung neuer landwirtschaftlicher Praktiken spielen? Können wir Maschinen wirklich vertrauen, wenn es um jeden Aspekt unserer Ernährung geht?

Kritische Faktoren für die erfolgreiche Implementierung von IoT in der Landwirtschaft

Einige der wichtigen Faktoren sind:
Sicherstellen dass IoT-Systeme und -Geräte sicher sind und nicht manipuliert oder manipuliert werden können;

Bereitstellung von Datensicherheit und Datenschutz als Teil der Datenerfassung, -speicherung und -verwaltung;

Hinzufügen von prädiktiven Analyse- oder maschinellen Lernfunktionen, um umsetzbare Erkenntnisse aus den verbundenen Geräten zu gewinnen;

Gewährleistung der Maschineninteroperabilität für eine reibungslose Kommunikation.

Um die Chancen einer erfolgreichen IoT-Implementierung für landwirtschaftliche Anforderungen weiter zu erhöhen, können Sie auch die folgenden Empfehlungen von IoT-Entwicklungsexperten berücksichtigen:

Anwendung eines iterativen Ansatzes auf die Entwicklung von IoT-Lösungen, um einen schnelleren ROI zu gewährleisten: Beginnend mit einem Kernfunktionssatz und dann Erweiterung der Lösungsfunktionalität. Der iterative Ansatz bedeutet, den Entwicklungsprozess einer Anwendung in kleinere Teile zu unterteilen und sie dann in wiederholten Zyklen zu erstellen.

Verwendung einer modularen IoT-Architektur zur Vereinfachung der Lösungswartung und vertikalen und horizontalen Architekturerweiterung. Modulare Architektur bezieht sich auf das Design von Systemen, die aus separaten Komponenten (Modulen) bestehen, die miteinander verbunden werden können.

Nutzen Sie Cloud-Dienste, um die Infrastrukturkosten zu senken und die Entwicklung zu beschleunigen.

Smart-Farming- Anwendungen

Trotz seiner Auswirkungen auf die menschliche Arbeitskraft beweist Smart-Farming seinen Wert bei der Steigerung der Produktivität durch intelligente Anwendungen – insbesondere die folgenden:

Präzisionslandwirtschaft

IoT-Sensoren am Boden, im Wasser oder an Bord von Fahrzeugen steuern die Pflanzenproduktion und Viehzucht.
Landwirte greifen auf Felddaten über kostengünstige Satelliten-Feeds und Sensoren mit Tablets und Smartphones zu.

Landwirtschaftliche Drohnen

Landwirtschaftliche Drohnen behalten die Felder und Anlagen im Auge und helfen bei der Verwaltung großer Farmen mit riesigen Plantagen oder Herden.

Luftgestützte Sensoren sammeln visuelle und thermische Daten für die Vermessung, Kartierung und Überwachung von Feldfrüchten und Feldbedingungen.

Viehüberwachung

Sensoren identifizieren kranke Tiere, sodass Landwirte sie schnell von der Herde trennen und die Ausbreitung von Krankheiten verhindern können.

Intelligente Gewächshäuser

Solarbetriebene Sensoren ermöglichen es Landwirten, Gewächshausbedingungen zu überwachen, einschließlich Wasserverbrauch, Licht, Temperatur und Luftfeuchtigkeit.

Landwirte können aus der Ferne das Licht einschalten, ein Fenster öffnen, einen Ventilator aktivieren, die Hitze verringern oder erhöhen oder Nebelgeräte aktivieren.

Intelligente Bewässerung

Sensoren die an Wasserkanälen installiert sind, aktivieren den Fluss in Furchen oder Gräben wenn es die Bodenbedingungen erfordern.

Sprinkleranlagen mit Einbruchmeldefunktion werden automatisch aktiviert, wenn Sensoren unbefugte Personen oder Tiere im bewässerten Bereich erkennen.

Farm-Management-Systeme

Automatische Systeme sammeln und verarbeiten Daten über die Arbeit auf den Feldern oder an den landwirtschaftlichen Einrichtungen.

Sensoren werden mit dem Internet verbunden und gesammelte Daten werden auf Cloud-Servern gespeichert und von verschiedenen Geräten und Anwendungen aus zugänglich gemacht.

Zusammenfassung / Fazit

Die Idee hinter Smart Farming fasst in vielen Teilen der Welt Fuß, da der Ruf nach Ernährungssicherheit immer lauter wird. Es könnte durchaus Teil unserer Überlebensstrategie sein – oder ein Unterfangen, das auf absehbare Zeit nicht viel Früchte tragen wird.