Mobilfunkstrategie und 5G-Netzausbau

Die sechs Forschungsinitiativen des 5G-Innovationsprogramms

Von Hamburg bis Ostbayern forschen Unis und Unternehmen an 5G. Das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur hat hierzu Forschungsinitiativen ausgerufen. Vor Ort testen Expertinnen und Experten den praktischen 5G-Einsatz – von der häuslichen Pflege bis zur Navigation innerhalb von Gebäuden.

5G4Healthcare

Unter dem Namen „5G4Healthcare“ forscht die Ostbayerische Technische Hochschule (OTH) in Amberg-Weiden zum Thema Gesundheitsversorgung im ländlichen Raum.

Das auf 3 Jahre angelegte Projekt untersucht, wie die 5G-Technologie die Gesundheitsversorgung auf dem Land verbessern könnte. Die Versorgung abseits der Metropolen ist besonders herausfordernd: Zwischen Ärztin und Arzt, Pflegeanbietern, Apotheken, Krankenkassen und Angehörigen liegen große Distanzen und langwierige Kommunikationswege, oft noch per Brief. Die Versorgung mit Arznei- und Hilfsmitteln ist schwieriger – und Krankentransporte legen längere Strecken zurück. Innovative 5G-Lösungen könnten all dies zum Wohle der Patientinnen und Patienten effizienter gestalten.

„5G4Healthcare“ betrachtet die Anwendungsbeispiele „Integrierte Versorgung“ und „Häusliche Pflege“. In sogenannten Living Labs („Lebenden Laboren“) untersucht das Projekt mit regionalen Partnern die Anwendung digitaler Lösungen und 5G. Konkret bedeutet dies zum Beispiel: Ärztinnen und Ärzte arbeiten mit digitalen Akten und Patientinnen und Patienten besuchen virtuelle Versorgungszentren – in denen Spezialisten verschiedener Fachrichtungen nicht vor Ort sind, sondern zugeschaltet werden. Dies geht – sehr langfristig gedacht – bis hin zu robotergestützten Operationen. Der Austausch auch größerer Datenmengen ist dank 5G nahtlos möglich.

Das soll auch in der häuslichen Pflege ausprobiert werden: Verschiedene Beteiligte werden auf einer digitalen Plattform verbunden und auch die Pflegebedürftigen erhalten Geräte, die mit dem Internet vernetzt sind. Bei dem Test wollen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler Lösungen finden, die überall funktionieren – von Vorpommern bis in den Schwarzwald.

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5G Lab Germany Forschungsfeld Lausitz

Die TU Dresden forscht im „5G Lab Germany Forschungsfeld Lausitz" zu 5G-Anwendungen auf dem Bau und in der Mobilität.

Auf Baustellen ist mehr gefragt als Muskelkraft. Wo Maschinen rollen und der Beton fließt, ist viel Spezialwissen gefragt und zunehmend digitale Technologie im Einsatz. Das „Forschungsfeld Lausitz" der Technischen Universität Dresden testet die Zukunft einer digitalisierten Baustelle. Sie soll völlig neue Bauprozesse ermöglichen, Bauzeiten verringern und nicht zuletzt die Arbeitssicherheit deutlich erhöhen. Hierbei sollen zum Beispiel automatisierte und kooperativ agierende Drohnen unterstützen.

Ein weiterer Schwerpunkt des Forschungsfeldes Lausitz ist die Mobilität. Technologische Innovationen wie 5G ändern die Art, wie wir uns fortbewegen nachhaltig. Vollautonome Fahrzeuge und Flugtaxis im ländlichen Raum klingen für viele nach einer fernen Utopie. Tatsächlich wird aus Gedankenspielen mithilfe der entsprechenden technischen Infrastruktur Wirklichkeit. Intelligente Fahrzeuge, die mit dem Internet und untereinander kommunizieren, haben mehrere Vorteile: Sie sind sicherer, verbessern den Verkehrsfluss und sorgen dadurch für eine positivere Umweltbilanz.

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5G-Industry Campus Europe

Auf dem „5G-Industry Campus Europe" forschen das Fraunhofer IPT und die RWTH Aachen zu 5G-Anwendungen in der produzierenden Industrie.

In der Maschinen- und Autobaunation Deutschland steckt für die Fabriken besonders viel Potenzial in 5G-Technologien. Viel kürzere Reaktionszeiten und eine viel schnellere Übertragung von Daten ermöglichen der Industrie neue Arbeitsprozesse, die schneller und effizienter sind. Forscherinnen und Forscher auf dem „5G-Industry Campus Europe" arbeiten praxisnah: Fertigungsprozesse werden in Echtzeit überwacht, einzelne Prozessschritte und die Logistik erfolgen autonom und die Produktion arbeitet über Standorte hinweg vernetzt.

Das Testfeld des „5G-Industry Campus Europe" war europaweit der erste Standort mit einem flächendeckenden 5G-Netz. Es liefert wichtige Erkenntnisse für die digitale Transformation der Wirtschaft zur Industrie 4.0. Der Campus Melaten der RWTH Aachen ist ein besonders spannender Standort. Er liegt im Dreiländereck zwischen Deutschland, Belgien und den Niederlanden. In der Region sitzen zahlreiche Unternehmen und Forschungseinrichtungen aus den Bereichen Maschinenbau und Produktion.

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5G-Modellregion Kaiserslautern

Das Projekt „5G-Modellregion Kaiserslautern – 5G für Stadt, Land und Arbeit" forscht an der TU Kaiserslautern zu 5G in der Land-, Forst- und Weinwirtschaft.

Die Technische Universität Kaiserslautern untersucht gleich ein ganzes Bündel von Anwendungsfeldern für 5G. Viele haben einen sehr praktischen Bezug zum Alltag vieler Menschen in der Region, die teils urban und teils ländlich geprägt ist. In der Modellregion soll etwa ein teilautonomer Bus fahren, der einmal ganz regulär Bürgerinnen und Bürger befördern soll.

Im Fokus stehen auch Landwirtschaft und Weinbau – diese Wirtschaftszweige sind von vielen kleinen Unternehmern geprägt statt von großen Konzernen. Landwirte, Förster und Winzer können künftig durch gezielte Datenerhebung und -analyse Düngemittel einsparen. Mithilfe von Drohnen bekommen sie ganz neue Perspektiven und erkennen Schädlingsbefall.

Eine Besonderheit in Kaiserslautern: Die Forscherinnen und Forscher installieren auch sogenannte Campus-Netze, also eigene, geschlossene 5G-Netze, die nicht für normale Smartphone-Nutzer gedacht sind. Diese Campus-Netze werden aber zum Teil portabel. Die Mobilfunkantennen arbeiten mit Satellit oder Richtfunk statt mit einem festen Glasfaseranschluss. Durch diese mobile Lösung können sich auch Unternehmen außerhalb von Kaiserslautern ein eigenes 5G-Netz auf das Firmengelände holen und es testen. 

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5G-Reallabor

Das „5G-Reallabor" der Mobilitätsregion Braunschweig-Wolfsburg widmet sich Mobilität, Gesundheit und intelligentem Bauen.

Fortbewegung ist ein großes Thema in der Region Braunschweig-Wolfsburg – mehrere Hunderttausend Menschen hängen ab vom Autobau. Das „5G-Reallabor" widmet sich deshalb unter anderem der Mobilität, aber längst nicht nur auf der Straße. Expertinnen und Experten erproben einen über 5G ferngesteuerten Betrieb der Eisenbahn. Zudem sollen Drohnen dabei helfen, Unfälle zu analysieren. Ein weiterer Test: Vernetzte Rettungsfahrzeuge sollen sich auf ihrer Anfahrt zur Einsatzstelle eine eigene „grüne Welle" schaffen, indem sie mit den Ampeln auf dem Weg kommunizieren. Autos sollen teils automatisiert eine Rettungsgasse bilden, sobald sich der Krankenwagen von hinten nähert.

Im Bereich digitaler Gesundheitsanwendungen erforschen Fachleute die mobile Diagnostik. Indem zum Beispiel die Kernspintomografie zu den Patienten kommt, kann sich die Gesundheitsversorgung in ländlichen Gebieten deutlich verbessern. Auch „Smart Construction", also die Digitalisierung der Baustelle, wird im „5G-Reallabor" erprobt.

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Level 5 Indoor Navigation (L5IN) 

Das Projekt „Level 5 Indoor Navigation (L5IN)“ der HafenCity Universität Hamburg erforscht die Navigation innerhalb von Gebäuden mithilfe von 5G.

Das Navi im Auto oder der Kartendienst auf dem Handy machen das Leben leichter – und sie gehören längst zum Lebensstandard. Die Navigation innerhalb von Gebäuden mithilfe einer App ist jedoch alles andere als Standard. Dieser Idee widmet sich deshalb das Forschungsprojekt. Langfristig könnten sich dadurch Millionen Reisende besser in verwirrend großen Flughafengebäuden zurechtfinden oder Beschäftigte in Logistik- und Fabrikhallen.

5G dient als Orientierungssignal für die Indoor-Navigation. Eine zusätzliche Hardware ist nicht nötig, nur das Smartphone, das ohnehin fast jeder dabei hat. Indoor-Navigation macht sich damit die beiden zentralen Vorteile von 5G zunutze: hohe Übertragungsraten bei gleichzeitig hoher Genauigkeit und der Möglichkeit, umfangreiche Echtzeitdaten zu versenden. Die Beteiligten wollen darüber hinaus mit Technologiepartnern zusammenarbeiten, um ganz allgemein die Qualität der Funksignale zu verbessern.

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