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Von Rettung bis Lieferung

Was 5G-vernetzte Drohnen leisten

13.12.2023
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Dank 5G lassen sich Drohnen auch aus großer Entfernung sicher steuern. Sie können eigenständig Pakete ausliefern, Schädlinge auf Feldern finden oder Lagebilder bei Rettungseinsätzen übermitteln. Eine Übersicht.

Drohnen sind für viele Menschen ein Hobby. Doch 5G macht sie auch für Unternehmen, Forschungseinrichtungen und Organisationen zunehmend interessant. Denn die fünfte Mobilfunkgeneration bietet eine höhere Bandbreite für die Datenübertragung und eine geringere Verzögerung (Latenz) als frühere Funktechnologien. Dadurch lassen sich große Datenmengen wie zum Beispiel Livebilder in Echtzeit übertragen und analysieren. Mit dem Vorgängerstandard 4G und mit WLAN wäre das so nicht möglich.

Für Drohnen gilt gemäß der EU-Drohnenverordnung: Man darf sie maximal 120 Meter hoch und nur so weit fliegen lassen, wie man sie sehen kann. Mit 5G ließen sich Drohnen prinzipiell auch außerhalb der menschlichen Sichtweite steuern, denn die Mobilfunktechnologie erweitert das Sichtfeld digital. Die Echtzeitkommunikation zwischen Drohne und Pilotin oder Pilot ermöglicht eine sichere Steuerung auch aus großer Entfernung. Derzeit sind für privatwirtschaftliche Flüge außerhalb der Sichtweite eine Risikobewertung und eine Betriebsgenehmigung erforderlich.

5G-Campusnetze sorgen für sichere Verbindung

Bisher kommen 5G-vernetzte Drohnen vor allem innerhalb sogenannter Campusnetze zum Einsatz. Das sind private Mobilfunknetze, die Unternehmen oder Organisationen speziell für ihre Zwecke aufbauen. Sie sind für die jeweilige Anwendung optimiert und bieten einen besonders sicheren Datenaustausch. Eine lückenlose Verbindung ist notwendig, damit eine Pilotin oder ein Pilot die Drohne jederzeit steuern und beispielsweise eine Kollision vermeiden kann. Damit jeder Winkel Deutschlands 5G-Empfang hat und Drohnen auch außerhalb von Campusnetzen genutzt werden können, läuft der Mobilfunkausbau auf Hochtouren.

Pionierinnen und Pioniere erproben in verschiedenen Projekten, wie uns Drohnen in Zukunft die Arbeit erleichtern können. Unsere Übersicht zeigt, welche Einsatzmöglichkeiten es dank 5G für sie gibt.

Feuerwehr und Rettungsdienst: im Notfall schneller reagieren

Im Ernstfall zählt jede Sekunde. Rettungskräfte benötigen möglichst viele Informationen, um eine Notsituation richtig einschätzen zu können. 5G-gesteuerte Drohnen können hier schnelles Handeln ermöglichen.

Rettungsdrohnen sind das smarte Auge der Einsatzkräfte

Im Notfall muss die Rettungskette reibungslos funktionieren. Einsatzkräfte und Forschende testen in den Projekten „5G Rettungsbürger: Stadt. Land. Leben retten“ und „5G-Reallabor in der Mobilitätsregion Braunschweig-Wolfsburg“, wie Drohnen diesen Prozess beschleunigen können. Geht ein Notruf in der jeweiligen Leitstelle ein, schicken die Rettungskräfte ihr Flugobjekt los. Die automatisierte Drohne fliegt zum Einsatzort und macht Aufnahmen. Diese Bilder sendet sie live über das 5G-Netz an die Computer in der Leitstelle oder auf Tablets in den Rettungsfahrzeugen. So können die anrückenden Einsatzkräfte bereits vor ihrem Eintreffen die Lage beobachten, einschätzen und bei Bedarf weitere Kräfte alarmieren.

Einsatzkräfte können die Rettungsdrohne über ein Tablet steuern.

Drohne sammelt Luftbilder von Waldbränden

Jedes Jahr brennen in Deutschland Wälder. Die Feuerwehr kann oft nur schwer in die betroffenen Gebiete vordringen und muss sich mühsam einen Überblick über die Lage verschaffen. Im Projekt „ALADIN“ in Brandenburg wird der Einsatz einer 5G-vernetzten Drohne getestet. Dank 5G kann die Drohne Lagebilder in Echtzeit und mit hoher Qualität aus der Luft übertragen. Im Ernstfall können die Einsatzkräfte vor Ort auch per Handy auf die Luftbilder zugreifen. Das wiederum ermöglicht den Einsatz von Löschrobotern, sodass Menschen Abstand zum lebensgefährlichen Brandherd halten können.

Forst- und Landwirtschaft: mit der Drohne Schädlinge erkennen

Sie überwachen Pflanzenbestände aus der Luft oder verhindern Wildschäden: Wie kaum eine andere Branche setzt die Landwirtschaft schon heute intensiv auf Drohnen. Für eine effiziente und nachhaltige Nutzung ist 5G wichtig. Auch die Forstwirtschaft kann mithilfe von Drohnenflügen wertvolle Daten über den Waldzustand erheben.

Wein- und Obstbau: Drohnen erleichtern Bauern die Arbeit

Wie digitalisiert man ein jahrtausendealtes Handwerk? Das Projekt „Smarter Weinberg“ an der Mosel hat sich genau das vorgenommen und entwickelt 5G-basierte Anwendungen für Winzerinnen und Winzer. Drohnen überwachen dabei den Zustand der Reben. Die Daten werden über das 5G-Netz an eine zentrale Plattform gesendet, von einer künstlichen Intelligenz aufbereitet und den Winzerinnen und Winzern über eine Software-Oberfläche zur Verfügung gestellt. Das System meldet auch, wenn beispielsweise eine Pflanze krank ist oder Pflanzenschutzmittel notwendig sind. Dann fliegt die Drohne los und bringt die Mittel aus. Mit den Drohnen können die Winzerinnen und Winzer die Pflanzen gezielter behandeln und kommen auch in die steilsten Ecken der Weinberge.

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Nicht um Unkraut, sondern um Kirschen geht es beim Projekt „For5g“ in Forchheim. Hier sammelt eine Drohne Bilder von Kirschbäumen. Jede Sekunde nimmt sie ein Bild des Kirschbaums auf, jedes Mal aus einer etwas anderen Perspektive. Computerprogramme erstellen aus diesen Bildern ein 3D-Modell des Kirschbaums und sammeln die Informationen in einer Datenbank. Darin lässt sich ablesen, wie groß der Baum ist, wie groß er im vergangenen Jahr war, wie dick sein Stamm ist und wie viele Blüten er an den Ästen trägt. Und am Ende auch, wie viele Kirschen an ihm wachsen und geerntet werden.

Smart Farming: Drohnen überwachen Zustand der Felder

In der modernen Landwirtschaft spielen Effizienz und Umweltverträglichkeit eine große Rolle. Mit 5G-vernetzten Drohnen können Landwirtinnen und Landwirte frühzeitig erkennen, was ihre Felder brauchen, und gezielt handeln. In einem 5G-Projekt in Kaiserslautern bekämpfen eine Drohne und ein Feldroboter gezielt Unkraut. Die Drohne nimmt hochauflösende Luftbilder auf und sendet sie über ein 5G-Netz an einen Computer. Dieser kann den Stumpfblättrigen Ampfer mittels Bilderkennung identifizieren. Anschließend sendet er die Koordinaten an einen 5G-Feldroboter, der ebenfalls den Boden scannt und noch mehr Details erkennt. Hat das System den Ampfer gefunden, sprüht der Roboter zentimetergenau Pflanzenschutzmittel.

Auch im 5G-Projekt „Smart Farming“ sammeln Drohnen Bilder vom Zustand der Felder, ein Computer wertet sie aus. Die Landwirtinnen und Landwirte erhalten dadurch genau die Informationen, die sie für ihre Arbeit auf den Feldern benötigen. Dadurch können sie Dünger, Pestizide oder eine Bewässerung genau dort einsetzen, wo es nötig ist. Dieser sparsame Einsatz ist nicht nur günstiger, sondern schont auch die Umwelt.

Die Drohne fotografiert den Zustand des Feldes aus der Luft, ein Feldroboter bekämpft das Unkraut am Boden.

Forstwirtschaft: Drohne überprüft Gesundheit des Waldes

Vorgeschädigte Waldflächen sind ein gefundenes Fressen für den Borkenkäfer und andere Schädlinge. Auf ihren großen Waldgebieten können Försterinnen und Förster ihre Augen aber nicht überall haben. Ein Projektteam im Schwarzwald nutzt die sogenannte 5G-FörsterInnenDrohne, um die Flächen besser überwachen zu können. Dank 5G sammelt sie hochwertige und ortsgenaue Daten über den Zustand des Waldes und kann diese noch während des Fluges den Waldarbeiterinnen und Waldarbeitern zur Verfügung stellen. Diese können die Daten beispielsweise nutzen, um frühzeitig Schädlinge zu erkennen oder den Holzvorrat zu überwachen und entsprechende Maßnahmen einzuleiten.

Liefern und inspizieren: Drohnen machen Logistik und Industrie effizienter

In der Industrie übernehmen Maschinen und Roboter immer mehr Aufgaben. Auch autonom fliegende Drohnen werden dort zur Beobachtung, Überwachung und Inspektion von Anlagen eingesetzt. In der Logistik eröffnet 5G weitere Anwendungsfelder: Lieferdrohnen können den Straßenverkehr entlasten und Lieferzeiten verkürzen.

Sendung aus der Luft: Drohne liefert wichtige Materialien

Lieferdrohnen waren lange Zeit eine unrealistische Zukunftsvision. Inzwischen werden sie in der Logistik immer häufiger eingesetzt. Das Projekt „Drone4Parcel5G“  aus dem Sauerland testet verschiedene Anwendungsszenarien. Es kann viel Geld kosten, wenn zum Beispiel eine Fabrik die Produktion anhalten muss, weil ein Maschinenteil fehlt. Eine Drohne bringt das Teil viel schneller, weil sie Staus oder Sperrungen einfach überfliegen kann. In der Drohne selbst ist eine Karte gespeichert, die anzeigt, wo sie sich bewegen darf und wo nicht. Sie fliegt hochautomatisiert, eine Sicherheitspilotin oder ein Sicherheitspilot greift über eine 5G-Verbindung nur bei unvorhersehbaren Ereignissen ein. Die Drohne kann auch in anderen Situationen eingesetzt werden, zum Beispiel um wichtige Medikamente in ländliche Gebiete zu fliegen.

Inspektion und Überwachung: Drohnen prüfen Windräder

Insbesondere im Norden stehen viele Windkraftanlagen. Ihre Türme sind bis zu 150 Meter hoch. Technikerinnen und Techniker müssen regelmäßig hinaufklettern und den Zustand der Rotorblätter überprüfen. In Zukunft könnten Drohnen diese gefährliche und mühsame Arbeit übernehmen. Das Projekt „5G-TELK-NF“ erprobt, wie das funktionieren kann. Dank einer 5G-Verbindung können die Drohnen live und in höchster Auflösung Bilder an die Fachleute am Boden senden. Nach oben müssen die Fachleute nur noch, wenn es etwas zu reparieren gibt.

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