Prognosen zufolge wird die Menschheit vor 2050 70% mehr Produkte für die Ernährung benötigen als heute. Die sich verschlechternde Umweltsituation, die steigenden Energiekosten und die sinkende Fruchtbarkeit des Landes werden jedoch zu einem ernsthaften Hindernis für die Produktion der erforderlichen Lebensmittelmenge. Diese Probleme können durch eine Änderung der landwirtschaftlichen Praktiken gelöst werden, insbesondere durch die Einführung der neuesten Technologie und innovativer Lösungen wie dem Konzept des Internet der Dinge.
"Intelligentes" Feld, was ist das?
Trotz der Tatsache, dass die Landwirtschaft aufgrund der Besonderheiten der Produktion vielen eher konservativen Branchen erscheint, war sie eine der ersten, die IT-Technologien und insbesondere das Internet der Dinge (Internet der Dinge, IoT) einsetzte. Denken Sie daran, dass sich IoT auf das globale Konzept der Interaktion und des Informationsaustauschs zwischen verschiedenen Geräten, Maschinen und Systemen über das Internet bezieht. Sie können die Beteiligung von Menschen in einigen Produktionsphasen reduzieren, indem Sie den Prozess und seine Steuerung über verschiedene "intelligente" Geräte automatisieren.
Studien zeigen, dass vor allem IT-Technologien in der Feldwirtschaft für den Anbau von Pflanzen eingesetzt werden. Mit intelligenten Geräten wird die Einführung von sogenannten „Precision Farming“ - Management der Pflanzenproduktivität unter Berücksichtigung von Veränderungen im Lebensraum von Pflanzen. Dies ermöglicht es letztendlich, zwei Hauptaufgaben der landwirtschaftlichen Erzeuger zu lösen - Ertragssteigerung und Kostensenkung. Solche Innovationen werden jedoch immer beliebter. Nach Angaben des US-Landwirtschaftsministeriums (USDA) liegt der Einsatz derselben Präzisionslandwirtschaftstechnologien in diesem Land im Durchschnitt je nach Region zwischen 30% und 50%. Wir stellen fest, dass dies eines der führenden Länder beim Einsatz von IT-Technologien in verschiedenen Branchen ist.
Dennoch argumentieren Analysten der Goldman Sachs Group, dass die meisten Länder, die ihre Landwirtschaft aktiv entwickeln, reibungslos von „analog“ zu „digital“ wechseln. Ihren Prognosen zufolge kann der Einsatz neuer technologischer Lösungen die weltweite landwirtschaftliche Produktion bis 2050 um 70% steigern, was zusätzliche landwirtschaftliche Produkte um fast 800 Milliarden US-Dollar bringen wird.
Ausrüstung und Infrastruktur ändern
Damit dies alles funktioniert, benötigen wir andere Maschinen und Baugruppen. Und es sollte beachtet werden, dass ihre Hersteller massiv auf die Veröffentlichung von Produkten umsteigen, die Teil des IoT werden können. Die weltweit führenden Unternehmen auf dem Gebiet der landwirtschaftlichen Maschinen entwickeln ihre Entwicklungsstrategien bereits auf der Grundlage der Notwendigkeit der Digitalisierung und Automatisierung der meisten landwirtschaftlichen Prozesse. Anschaulich ist in diesem Zusammenhang das Beispiel Deutschland, das auf Landesebene auf die Digitalisierung der Industrie zusteuert.
Es ist anzumerken, dass Europa in Bezug auf den Einsatz intelligenter Geräte im Agrarsektor im Allgemeinen immer noch hinter den USA zurückliegt. Trotz der Tatsache, dass in der EU bereits rund 80% der landwirtschaftlichen Maschinen mit Navigationssystemen verkauft werden, sind nicht mehr als 30% tatsächlich an das Netz angeschlossen. Der Grund dafür ist ein viel geringerer Anteil großer landwirtschaftlicher Betriebe als in den Vereinigten Staaten. In Europa überwiegen kleine Familienbetriebe, die bereits über genügend Geräte verfügen und es nicht eilig haben, diese auf „intelligent“ umzustellen, was teurer bedeutet.
Insbesondere im postsowjetischen Raum, insbesondere in Ländern mit aktiver landwirtschaftlicher Produktion (Russland, Ukraine, Weißrussland, Kasachstan), sind die Hauptnutzer neuer Technologien in der Regel große landwirtschaftliche Komplexe mit privatem Kapital. Die Haupthindernisse für den Einsatz intelligenter Geräte im Agrarsektor dieser Länder sind neben der Finanzkomponente eine unzureichende Infrastrukturentwicklung und 3G / 4G-Funkabdeckung sowie eine relativ hohe Energieintensität der vorhandenen Technologien. Die Aussichten, die Mobilfunkbetreibern die Einführung von IoT-Technologien im Agrarsektor versprechen (Erhöhung des Volumens an Kommunikationsdiensten, Verkehr, Kunden usw.), werden sie jedoch früher oder später zum Wiederaufbau der Netzwerkinfrastruktur zwingen. Es ist möglich, dass ein starker Anstoß dafür das erwartete Erscheinen eines neuen 5G-Kommunikationsstandards bis 2020 sein wird.
Automatisierung von allem und jedem
Welche „bahnbrechenden“ Lösungen kann das Internet der Dinge für den Agrarsektor bieten? Zusätzlich zu den wichtigsten - Ertragssteigerung und Kostensenkung - können Sie mit Hilfe von IoT-Geräten eine ganze Reihe weiterer Lösungen implementieren, die sich direkt auf den Prozess der landwirtschaftlichen Produktion auswirken. Dazu gehören die Fernsteuerung von landwirtschaftlichen Maschinen und technologischen Vorgängen, die Steuerung verschiedener Prozesse und Bedingungen und vieles mehr.
Nach einem speziellen Programm können unbemannte landwirtschaftliche Fahrzeuge automatisch sowohl Bodenbearbeitung als auch Ernte durchführen. Ihre Verwendung wird fast den gesamten landwirtschaftlichen Zyklus automatisieren. In diesem Fall können nicht nur bodengestützte „Drohnen“ eingesetzt werden, sondern auch Flugzeuge. Mit speziellen Kameras und hochempfindlichen Sensoren können sie in kurzer Zeit große Felder inspizieren. Mit den von ihnen gesammelten Informationen können Sie eine elektronische 3D-Karte der Felder erstellen, Indikatoren für die Düngung berechnen, die Arbeit von Transport- und Landmaschinen überwachen, Land schützen usw. Es gibt auch viele Entscheidungen bezüglich der Verarbeitung und Lagerung landwirtschaftlicher Produkte. Die Automatisierung dieser Prozesse kann die Personalkosten senken und die Lagerbedingungen der geernteten Ernte verbessern.
Wie Sie sehen, spielen hier Sensoren und Sensoren eine besondere Rolle. Dank der Merkmale des Designs und des Betriebs dieser Geräte können Sie sie in beträchtlichen Entfernungen und über das Netzwerk platzieren, ohne sie zu verlassen, um Informationen über den Zustand verschiedener Felder und Kulturen zu erhalten, insbesondere über Feuchtigkeit, Temperatur, Unkraut, Wachstumsphase usw.
Um solche Informationen in der entsprechenden Region (Lokalität) zu erhalten, muss jedoch eine stabile drahtlose Verbindung bestehen, deren Qualität den unterbrechungsfreien Betrieb der am System beteiligten IoT-Geräte ermöglicht. Nicht weniger wichtig ist die Interaktion zwischen allen Teilnehmern des IoT-Systems: Herstellern, Lieferanten relevanter Geräte und Dienste, Entwicklern von Anwendungen und Lösungen, ihren Benutzern und natürlich den intelligenten Geräten selbst. Die Plattform, die sie alle unter einem „Dach“ vereint und „Kommunikation“ ermöglicht, ist die entsprechende IoT-Plattform - die zentrale Komponente des IoT-Ökosystems.
IoT-Plattformen: von agrarisch bis sozial
Während der Implementierung von IoT-Lösungen wird aufgrund der Interaktion der Teilnehmer des IoT-Systems untereinander immer ein bestimmtes Ökosystem von Partnern gebildet. Die IoT-Plattform fungiert als Vermittler, über den Geräte und Systemkomponenten Daten austauschen können.
Darüber hinaus können Sie benutzerdefinierte Anwendungen und Dienste entwickeln. Dies wird sich sehr positiv auf die Nutzung der IoT-Funktionen direkt durch Benutzer auswirken - Landwirte oder landwirtschaftliches Personal. Über die Schnittstelle der IoT-Plattform und der gemeinsamen Infrastruktur haben Systembenutzer mithilfe spezieller Designer die Möglichkeit, ihr eigenes Produkt zu erstellen und ihre eigenen Innovationen vorzustellen. So kann beispielsweise jeder Landwirt den „manuellen“ Prozess der Analyse der Boden-, Wasser- und Wetterbedingungen in einem bestimmten Gebiet seines Landes durch ein Überwachungssystem ersetzen, indem er über den Anwendungsersteller eine Aufgabe erstellt. Das heißt, indem Sie das entsprechende Modul hinzufügen, um fast alle von einem bestimmten Landwirt benötigten Lösungen zu entwerfen und diese gegen Bezahlung oder kostenlos mit anderen zu teilen.
Gleichzeitig „sozialisiert“ das Vorhandensein einer gemeinsamen Plattform sozusagen die von ihnen erstellte Lösung und stellt sie anderen Verbrauchern zur Verfügung. Dies bedeutet bereits einen reibungslosen Übergang zu globalen Mehrbenutzerplattformen, deren Grundlage die harmonische Synergie von drei Komponenten ist: Social, Content und Hardware, sogenannte Social IoT-Plattformen (SIoT). Viele Experten glauben, dass die Zukunft der „intelligenten“ Landwirtschaft auf solchen Plattformen liegt, und einer der entscheidenden Faktoren für die Verbreitung des Internet der Dinge, auch für die Agrarindustrie, wird die soziale Komponente sein.
In jedem Fall bietet der globale Trend, die Menge an Lebensmitteln zu erhöhen, der Agrarindustrie in kurzer Zeit eine gute Chance, von einem traditionell konservativen zu einem High-Tech-Unternehmen überzugehen, das in der Lage ist, die innovativen Lösungen und Entwicklungen aufzunehmen, die das Konzept des Internet der Dinge heute bietet.