Auf Tuchfühlung mit dem taktilen Internet

Transkript

1 Interview mit Prof. Dr.-Ing. habil. Thomas Herlitzius, TU Dresden Auf Tuchfühlung mit dem taktilen Internet Experten für die Digitalisierung der Landwirtschaft und Entwickler der nächsten Mobilfunkgeneration, genannt 5G, diskutierten auf unterschiedlichen Veranstaltungen aber zur gleichen Zeit im Congress Center Dresden. Dies bot eine bislang einmalige Gelegenheit zum Gedankenaustausch, die beide Seiten auch nutzten. Wir sprachen darüber mit Prof. Dr.-Ing. habil. Thomas Herlitzius, Inhaber des Lehrstuhls für Agrarsystemtechnik an der TU Dresden. Carmen Rudolph Die 5G Demo Applications der Parallelveranstaltung in Dresden bot den Teilnehmern des 1. Kolloquiums zur Digitalisierung in der Landwirtschaft Einblicke in die Möglichkeiten der neuen Mobilfunkgeneration 5G und direkten Kontakt zu deren Entwicklern.

2 Prof. Herlitzius: (schmunzelt) Glücklich ja, Zufall nein. Zwar hatten wir schon länger geplant, ein Kolloquium zur Digitalisierung durchzuführen, aber als das mit dem geplanten 5G-Kongress in Dresden bekannt wurde, wollte das Programmkomitee, in dem neben den beiden Veranstaltern auch das ATB Potsdam, die DLG, das KTBL und die Hochschule Osnabrück vertreten waren, unbedingt so ein Event-Doppel. Warum war das den Organisatoren des Kolloquiums so wichtig? Weil 5G, also die 5. Generation der mobilen Kommunikation, eine Schlüsseltechnologie und ein Treiber für die Digitalisierung der Landwirtschaft sein wird. Allerdings ist es zunächst erst mal nur ein Werkzeugkasten, wenn auch für phantastische neue Anwendungen wie das Steuern von weit entfernten Maschinen in Echtzeit über das sogenannte taktile Internet, also ohne Verzögerung, so als wäre man direkt vor Ort, oder das autonome Fahren. Für die Umsetzung in der landwirtschaftlichen Praxis bedarf es jedoch Menschen, die bereit und aufgeschlossen sind diese Werkzeuge zu nutzen. Da wollten wir informieren, Denkanstöße geben und nicht zuletzt durch die räumliche Nähe interessierte potenzielle Anwender aus dem Bereich der Landwirtschaft mit 5G-Entwicklern zusammenbringen. Das ist auch gelungen. Ich bekam Gelegenheit, vor den 5G-Experten über Trends der Digitalisierung in der Landwirtschaft zu sprechen und sie für Anwendungsentwicklungen in diesem Bereich zu sensibilisieren. Professor Frank Fitzek wiederum, einer der beiden Koordinatoren des 5G Lab Germany, erläuterte den Kolloquiumsteilnehmern in einem mitreißenden Vortrag die Möglichkeiten der 5G-Technologie. Danach lud er zu einem Rundgang durch die begleitend zum 5G-Kongress aufgebaute Demoschau ein. Hier wurden verschiedene Anwendungen gezeigt, zum Beispiel das automatisierte vernetzte Fahren anhand von Roboterfahrzeugen, die miteinander kommunizieren und daher nicht zusammenstoßen, wenn sich ihre Wege kreuzen. Viele der angeregten Gespräche, die bei der Demoschau zwischen den Teilnehmern beider Veranstaltungen begannen, wurden bei der Abendveranstaltung fortgesetzt. Kurzum das Kalkül mit dem Doppel-Event ist voll und ganz aufgegangen. Systeme wie der Planta

3 Prof. Dr.-Ing. habil. Thom

4 eilbote: Herr Prof. Herlitzius, am 29. September gab es mit dem IEEE 5G Dresden Summit in der sächsischen Hauptstadt zum ersten Mal im deutschsprachigen Raum ein Gipfeltreffen von Entwicklern und industriellen Anwendern des zukünftigen 5G-Standards. Im gleichen Haus veranstaltete die TU Dresden und das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft am 29. und 30. September das 1. Kolloquium Digitalisierung in der Landwirtschaft. Ein glücklicher Zufall? Funktionsmodell eines u

5 Da haben Sie recht. Automatisierte Arbeitsprozesse sind längst auf dem Feld und im Hof angekommen. Das zeigten nicht zuletzt die 15 Vorträge auf unserem Kolloquium. Informatik und Elektronik helfen beim Pflanzenschutz und der Wettervorhersage. Für die Präzisionslandwirtschaft sind Landmaschinen mit intelligenten Technologien bestückt. In der Nutztierhaltung können Krankheiten durch moderne Sensor- und Rechentechnik frühzeitig erkannt und behandelt werden. Und doch zeigen sich mittlerweile Grenzen, die zu neuen Bewertungen und Überlegungen herausfordern. Zum Beispiel bewegt sich die Informationsverarbeitung gegenwärtig noch innerhalb eines fest umrissenen Systems. Das waren zunächst nur die Daten zum Betriebszustand des Traktors, dann zum Traktorgespann Stichwort ISOBUS und schließlich zur Prozessoptimierung auf Betriebsebene mittels Telematik, Farm Management- und Informationssystemen sowie neuerdings Maschine-zu-Maschine-Kommunikation. Kriterien sind hier Produktivität, Leistung, Qualität, Kosten usw. Künftig ist zu erwarten, dass etwa in die Gestaltung einer Ernte-Logistikkette auch Faktoren wie Nachhaltigkeit, Ressourcennutzung und Biodiversität einbezogen werden müssen. Dabei ist es völlig egal, ob solche grünen Kommunikationsansprüche durch neue Geschäftsmodelle entstehen, die für nachweislich ökologische Produkte höhere Preise am Markt erzielen oder was eher der Fall sein wird durch gesetzliche Auflagen. Die Landmaschinenbranche muss sich jedenfalls darauf einstellen und Technologien entwickeln, die diese neue Komplexität der Informationsverarbeitung bewältigen, ohne das nennenswerte Mehrkosten entstehen. Und mit 5G ließen sich solche Anforderungen bewältigen? Zumindest bietet es dafür einen tollen Werkzeugkasten. Die fünfte Netzgeneration zeichnet sich nicht nur durch eine drastisch gestiegene Übertragungsgeschwindigkeit und eine sichere Kommunikation aus sondern ebenso durch eine extrem kurze Reaktionszeit, auch als Latenz bezeichnet. Beim Menschen beträgt die Latenz eine Millisekunde. In dieser Zeit wird etwa das Druckgefühl des Fingers auf dem Tisch ans Gehirn gesendet. Erhöht sich die Latenz in der Kommunikation, empfinden wir das als störend und unangenehm. Das erlebt man zum Beispiel bei einem Videotelefonat übers Internet. Im 5G-Netz soll nun ebenfalls eine Latenz von einer Millisekunde erreicht werden. Dadurch könnte ein Arzt eine Operation viele Kilometer entfernt in Echtzeit mit Roboterarmen ausführen. Man spricht daher hier auch vom taktilen Internet im Sinne von Fühlen und Ertasten. Auf den Bereich Mobilität übertragen heißt das: Im Auto stimmen sich nicht nur wie bei einem heutigen Fahrassistenzsystem Vorder- und Hinterachse untereinander ab, sondern alle Vorder- und Hinterachsen einer autonom fahrenden Fahrzeugkolonne auf der Autobahn, weil man nämlich sonst nicht mal einen gleichbleibenden Abstand der Autos hinbekommen würde, von der richtigen Reaktion bei Gefahrensituationen ganz zu schweigen. Die Verbindung zur Cloud für den Datenabgleich muss dann nicht mehr über einen Funkmast zu einem stationären Server aufgebaut werden. Die Mobile Edge Cloud organisiert sich künftig selbständig und bewegt sich dadurch quasi mit dem Fahrzeug mit. Sie nutzt dafür die prognostizierten 500 Milliarden 5G-fähigen Geräte, vom Traktor über das Smartphone bis zum Kühlschrank, von denen immer mehrere in der Nähe sein werden.

6 Powered by TCPDF ( Das klingt beeindruckend, aber was könnte das für die Landtechnik bringen? Das kann man am Beispiel Automatisierung von Landmaschinen recht gut zeigen. Ziel der Automatisierung ist ja neben der Produktivitätssteigerung vor allem die Entlastung des Menschen. Inzwischen stehen wir kurz vor der autonomen Maschine. Dann wäre der Mensch überflüssig. Doch das ist zumindest in vielen Fällen weder ökonomisch noch sozial sinnvoll. Ökonomisch nicht, weil der Aufwand für diesen letzten Schritt, etwa zum autonom arbeitenden Großmähdrescher, mit all den Unwägbarkeiten, die da zu beachten wären, riesig ist. Der Bediener, den man damit einspart, macht jedoch nur 5 bis 10 % der Kosten aus. Und sozial ist das wegen der so forcierten Entfremdung von der Landwirtschaft ebenso wenig erstrebenswert. Mit dem reaktionsschnellen Internet in Kombination mit entsprechend intelligenter und ebenfalls schneller Software ließe sich der Mensch wieder bewusst und qualifiziert in die Prozesse auf dem Feld einbeziehen. Er könnte vielleicht noch einen zweiten Traktor oder Mähdrescher bedienen, behielte aber die Oberhand und böte so das letzte Quäntchen Sicherheit, das sonst nur mit enormem Aufwand herzustellen wäre. Um Über- als auch Unterforderung zu vermeiden, könnte sich die Technik auf das Wissen und die Erfahrung des Bedieners einstellen. Man spricht hier von kollaborierenden Robotern, kurz Cobot, also von Maschinen, die mit Menschen in einem gemeinsamen Arbeitsraum interagieren. Auch learning by doing wäre denkbar. Nach Aussage von Herstellern wird es immer schwieriger, die Leistung von mobilen Arbeitsmaschinen signifikant zu erhöhen, weil sie kaum noch größer und schwerer werden dürfen. Könnte auch hier die Digitalisierung und 5G zu einer Lösung beitragen? Zunächst versucht man, mit mehr Automatisierung und unterstützenden Assistenzsystemen den Fahrer zu befähigen, die installierte Leistung der Maschine voll auszuschöpfen. Aber hier sind bereits Grenzen sichtbar. Mehr als 100 Prozent Leistungsausnutzung geht eben nicht. Irgendwann ist es günstiger, zum Beispiel das System Mähdrescher aufzusplitten und vom Menschen kontrolliert als Schwarm agieren zu lassen. Auch weil die Entwicklung eines neuen Funktionsprinzips in einer Einzelmaschine aufwändiger ist, als die Entwicklung von Software für die Schwarmtechnologie. Dieser Punkt ist nicht mehr allzu fern. Ein schnelles 5G-Netz ist jedoch eine Voraussetzung dafür. Wir danken Ihnen für das Gespräch. Das Interview führte Wolfgang Rudolph. Im übrigen ist es auch kein Zufall, dass sich die 5G-Experten nach Veranstaltungen in Princeton, Toronto, dem Silicon Valley und Indien nun in Dresden trafen. Der neue Mobilfunkstandard wird maßgeblich im 5G Lab Germany an der TU Dresden entwickelt. Dahinter stehen fast 600 Wissenschaftler aus 22 Forschungsbereichen. Zu den etwa 50 Industriepartnern gehört der Landtechnikhersteller Claas. Vertreter dieses Unternehmens referierten auch auf unserem Kolloquium zur Digitalisierung. Themen waren dabei zum Beispiel die Analyse großer Datenmengen oder der Einsatz des erweiterten WLAN-Standards IEEE p für einen zuverlässigen, schnellen und eigenständigen Datenaustausch zwischen verschiedenen Landmaschinen etwa bei Erntearbeiten. Sie sagten, dass Sie die 5G-Entwickler als Gast auf deren Tagung über die Trends der Digitalisierung in der Landwirtschaft informierten. Digitale Anwendungen prägen doch aber schon seit Jahren die tägliche Arbeit auf dem Acker und im Stall.