Digitalisierung und künstliche Intelligenz als Notwendigkeit für die Entwicklung zur nachhaltigen Landwirtschaft? Zukunftsinvestments in Nachhaltigkeitsprojekte Indoor-Farming und Vertical-Farming. Im Gespräch mit Jörg Trübl, Verwaltungsrat der schweizerischen MABEWO AG in Küssnacht am Rigi.

Nicht nur das Fraunhofer-Institut für Experimentelles Software Engineering (IESE) forscht an Zukunftsmodellen für die Landwirtschaft zum Erreichen der Klimaziele und um die steigende Weltbevölkerung zu ernähren. Sensorik-Systeme für die landwirtschaftliche Produktion werden beim Fraunhofer-Institut erprobt und optimiert. Durch die Mithilfe von Machine-Learning-Algorithmen können das Wachstum unterschiedlichster Pflanzen und deren Bedingungen verglichen werden, dies schafft eine Wissensbasis für den Aufbau einer effizienten Produktion. Auch Unternehmen wie die MABEWO AG und deren Tochtergesellschaften aus der Schweiz setzen auf intelligente Lösungsansätze in Bezug auf Nahrungsmittelanbau für die wachsenden Herausforderungen. Jörg Trübl, Umweltingenieur und Verwaltungsrat der MABEWO AG hierzu: “Wir sind ein junges aber sehr dynamisch wachsendes Schweizer Technologieunternehmen mit Beteiligungen in der DACH Region. Als Unternehmensgruppe verfolgen wir das Ziel die Grundversorgung mit Lebensmitteln und Energie näher an die urbanen Räume zu platzieren und dabei Flächen und Ressourcen zu schonen. Unser Schwerpunkt liegt in der Entwicklung neuer Lösungen für Indoor-Farming mit Optimierung der Machbarkeit, die wir an eigenen Projekten zeigen und dann unsere Anlagen und Prozesse an Kunden in aller Welt verkaufen. Zu unseren Kunden zählen Hersteller von Lebensmitteln, Gemüse, Pilzen, Kräutern und Heilpflanzen, die ebenso Wert auf Ökonomie wie auf Ökologie legen.”

Digitalisierung in der Landwirtschaft: Chancen und Risiken?

Das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) fördert seit Dezember 2020 Projekte zum Einsatz von Künstlicher Intelligenz in der Landwirtschaft, der Lebensmittelkette, der gesundheitlichen Ernährung und im ländlichen Raum. Die Schwerpunkte der Projekte liegen im maschinellem Lernen, Deep Learning, Robotik, maschinelles Planen und Handeln bis hin zur Erarbeitung von Mustererkennung, Musteranalyse und Mustervorhersage. Was bedeutet Künstliche Intelligenz in der Landwirtschaft? “Die künstliche Intelligenz ist ein Teilgebiet der Informatik und beschäftigt sich in erster Linie mit der Automatisierung ausgewählter Arbeitsabläufe. Die Computer werden in dem Fall spezifisch programmiert, um in der Lage zu sein, komplexe Probleme zu lösen. Mithilfe dieser Technologie soll es ermöglicht werden, die Intelligenz der Menschen zu imitieren und im besten Fall den Menschen bei dem lösen komplexer Sachverhalte zu unterstützen. In der Landwirtschaft kommen Precision Farming und Smart Farming bereits schon seit 20 Jahren zum Einsatz”, erklärt Jörg Trübl. Aber die Vision der Forscher geht noch ein Schritt weiter, in der Zukunft soll eine Maschine in der Lage sein, sich so intelligent wie die Menschen zu verhalten. Die Einsatzgebiete, in denen die KI in Zukunft immer mehr Aufgaben übernehmen sollen, sind sehr vielfältig und beschränken sich nicht nur auf die Automobilindustrie, Medizin oder die Finanzbranche, sondern durch Künstliche Intelligenz kann die Landwirtschaft nachhaltig und effizient gestaltet werden, sind sich Forschungseinrichtungen einig.

Aktuelle Technik im Pflanzenbau: Automatisierung, Datenmanagement, Dokumentation

Die Landwirtschaft öffnet sich immer mehr für KI und Prozessoptimierungen, sie schreitet weiter in der Digitalisierung und der Nutzung von künstlicher Intelligenz fort. Mithilfe neuester Technologien und der Digitalisierung ist es in der Landwirtschaft bereits möglich, die Produktivität bis zu 30 Prozent zu steigern und das, ohne die Mitarbeiter mit zuzüglicher Arbeit zu belasten. Die Arbeitsprozesse gewinnen an Nachhaltigkeit und Produktivität. “Der Schutz von Ressourcen, wie Land, Boden, Wasser und Nährstoffe sind globale Herausforderungen. Mit den Indoor-Farming Lösungen der MABEWO Unternehmensgruppe setzen wir genau da an. Bei der Umsetzung der Energiewende weg von fossilen Treibstoffen setzen wir vor allem auf die Nutzung der einzig wirklich im Überfluss vorhandenen Energiequelle: Die Sonne. Unsere Vision ist es daher, mit der Kombination von Indoor-Farming Systemen und Anlagen zur Nutzung Erneuerbarer Energien ein einzigartiges Produkt anzubieten, das einen festen Platz in der Grundversorgung von Regionen und urbanen Siedlungsräumen haben wird. Unsere Anlagen folgen einem modularen Aufbau, sind leicht skalierbar und haben insbesondere in der Steuer- und Regelsoftware einen entscheidenden Vorsprung”, erklärt Jörg Trübl.

Das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft hat das Potenzial der KI in der Landwirtschaft erkannt und stellte Anfang 2020 die Pläne für ein digitales Europa vor. Dabei betont das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft folgendes: „In den Jahren von 2021 zum Jahr 2024 stehen 816 Millionen Euro zur Verfügung, um Forschungsvorhaben zum Einsatz Künstlicher Intelligenz in der Landwirtschaft, der Lebensmittelkette, der gesundheitlichen Ernährung und den ländlichen Räumen zu fördern. Das neue Investitionsprogramm unterstützt gezielt landwirtschaftliche Betriebe, die in moderne Technologien investieren mit den Zielen der Emissionsminderung, dem Erhalt der Artenvielfalt und zur Ressourceneffizienzsteigerung. Dies umfasst Vorhaben der industriellen Forschung sowie der experimentellen Entwicklung. Entscheidende Aspekte werden zudem der Transfer der Forschungsergebnisse in die Praxis sowie der Dialog über den Umgang mit KI und ihrer spezifischen Regulierung in unterschiedlichen Anwendungsfeldern sein.“

Kritik: Notwendigkeit der KI in der Landwirtschaft

Die Bevölkerung steht der künstlichen Intelligenz oftmals kritisch gegenüber und hinterfragt selbstverständlich die Notwendigkeit solcher Technologien in der bisher traditionellen Landwirtschaft. Das Institut für Agrarklimaschutz untersuchte die Treibhausgasemissionen im Jahre 2019 in Deutschland. In dieser Studie wurde herausgefunden, dass die deutsche Landwirtschaft für die Emission von rund 61,8 Millionen Tonnen Kohlendioxid-Äquivalenten verantwortlich war. Hauptsächlich entsteht diese Zahl durch die Methan-Emission aus der Tierhaltung und aus Lachgas-Emissionen durch die Nutzung landwirtschaftlicher Böden. “In Bezug auf die stetige Veränderung des Klimas und die damit eingehende Erderwärmung sind Lösungen nötig, die den Umbau der klassischen Landwirtschaft zur naturverträglichen Landwirtschaft fördern. Einen Baustein für den erfolgreichen Umbau bieten Technologien mit Digitalisierung, Sensorik und kontrolliertem Anbauverfahren in geschlossenen Modulen, die Nährstoffe und Wasser automatisch zufügen und den Einsatz von Pflanzenschutzmitteln überflüssig machen. Aus diesem Grund wurde auch das Bundesklimaschutzgesetz verabschiedet, in welchem das Ziel definiert wird, bis 2030 die Treibhausgasemissionen, um mindestens 55 Prozent zu mindern”, gibt Jörg Trübl zu bedenken. Damit dieses Ziel erreicht werden kann, ist es notwendig, die Landwirtschaft zu digitalisieren und in den Einsatz künstlicher Intelligenz zu investieren.

Geförderte Projekte des Bundesministeriums für Bildung und Forschung – digitale Landwirtschaft in Deutschland

Im Land Mecklenburg-Vorpommern wurde ArtIFARM zur Förderung der KI in der Landwirtschaft ausgewählt. Nach der Bekanntgabe dieser Entscheidung äußerte sich Prof. Dr.-Ing. Mark Vehse (Hochschule Stralsund), Sprecher des Bündnisses ArtIFARM wie folgt: „Ich freue mich sehr über die Förderung von ArtIFARM, denn das gibt uns und der Region die Möglichkeit, eine Kernkompetenz aus Mecklenburg-Vorpommern, nämlich die Landwirtschaft – auf ein hohes Niveau zu heben und zum technologischen Vorreiter zu werden. Damit können unsere Innovationen und Strategien zukünftig als Blaupause für andere Regionen dienen“. An dem Projekt sind 30 regionale und überregionale Partner beteiligt, darunter zählt unter anderem die Hochschulen Stralsund, Hochschule Neubrandenburg sowie die Universität Greifswald. Das Ziel dieses Projekte wurde klar definiert – die Etablierung einer zukunftsweisende Landwirtschaft im östlichen Mecklenburg-Vorpommern. Prof. Dr. Tobias Hillmann (Hochschule Neubrandenburg) erläutert in einem Interview für die Zeitschrift „Industry of things“ welche Faktoren dieses Projekt so besonders und innovativ machen. „Ein wichtiges Merkmal des Bündnisses ArtIFARM ist sicherlich die intensive Einbeziehung der regionalen Agrarbetriebe und Agrartechnikbetriebe, aber auch die Einbindung von Global Playern der Branche, um innovative Lösungen mit allen Akteuren der Landwirtschaftsbranche gemeinsam zu entwickeln.“ so Prof. Dr. Tobias Hillmann.

ArtIFARM verfolgt die Vision eines virtuellen Maschinenparks, auf den Landwirte mithilfe eines digitalen Pools Zugriff auf Maschinen haben, die nicht dauerhaft für den Betrieb notwendig sind. Durch den Einsatz der KI wird im Voraus berechnet, welche Maschinen an welchem Einsatzort verwendet werden und inwiefern sich die autonomen Systeme, die im Projekt entwickelt werden, dafür eignen.

Fazit: Hochkomplexe Systeme treffen aufeinander – technische Entwicklungen erhöhen die Anforderungen in der landwirtschaftlichen Arbeit – Überforderung führt zu Konflikten – Landwirtschaft entwickelt sich zum hochqualifizierten Beruf

Umso mehr sich die Menschheit mit diesen Themen auseinandersetzt, umso deutlicher wird die Notwendigkeit dieser Projekte. Durch die intensive Förderung sollen die Anforderungen an die Landwirtschaft abgefedert und die Überforderung aufgefangen werden. Wichtig ist ein allgemeines Umdenken, um die definierten Ziele aus dem Pariser Klimaabkommen zu erreichen, aber zugleich muss Vertrauen und Akzeptanz für den Umbau der Landwirtschaft geschaffen werden. “Auch wir möchten einen Teil für die Erreichung der definierten Ziele beitragen. Die Indoor-Farming-Module der MABEWO Gruppe profitieren durch die Verbindung Indoor-Farm und der erzeugten Energie durch Photovoltaik direkt vor Ort. Die Produktion in den autarken Green-Domes wird vom Boden in die Höhe auf mehrere Produktionsebenen verlagert, Nährstoffe und Wasser werden den Pflanzen gezielt zugeführt und durch die geschlossenen Kultursysteme können Pflanzen saisonunabhängig und ohne den Einsatz von Pflanzenschutzmitteln ganzjährig angebaut werden. Der Strom dafür wird mittels der Photovoltaik-Module des Green-Domes vor Ort gewonnen – alle Ressourcen werden damit in einem geschlossenen Kreislauf genutzt”, erklärt Jörg Trübl abschließend.

V.i.S.d.P.:

Viktoria Akopjan
Studentin & Bloggerin

Über den Autor:

Viktoria Akopjan studiert Gesundheitsökonomie mit der Vertiefung Krankenhaus- und Pharmaziemanagement an der Apollon Hochschule der Gesundheitswirtschaft. Ihre Interessen beziehen sich auf Ernährungswissenschaften, Public Health und die digitale Entwicklung in der Gesundheitswirtschaft. Als Werkstudentin im Bereich Personalentwicklung sammelt sie Erfahrungen für den Wandel in die digitale Transformation.

Kontakt:

MABEWO AG
Chli Ebnet 3
CH-6403 Küssnacht/Rigi
Schweiz
T +41 41 817 72 00
info@mabewo.com

Vertreten durch Herrn Jörg Trübl

Die MABEWO AG steht für Nachhaltigkeit. „Make a better world“ investiert in die Zukunft und schafft Lebensgrundlagen, in denen grundlegende Bedürfnisse abgedeckt werden: MABEWO nutzt Photovoltaikanlagen zur Wasser- und Stromproduktion. MABEWO ist ein verlässlicher lokaler Dienstleister, der die Lebenssituation der Menschen verbessert und Arbeitsplätze schafft. Herr Jörg Trübl ist ausgebildeter Umweltingenieur und verfügt über 20 Jahre praktische wirtschaftliche Erfahrung in der Unternehmensführung als Berater, Coach und CEO von KMUs in Europa. Weitere Informationen unter: https://www.mabewo.com/

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