Es besteht kein Zweifel daran, dass künstliche Intelligenz (KI) unglaublich schnell wächst und in immer mehr Branchen weltweit eingesetzt wird - viele davon profitieren von Automatisierung und maschinellem Lernen. Eine dieser Branchen ist die Landwirtschaft. Doch was bedeutet der Aufstieg der KI in der Landwirtschaft für künftige Prozesse und die Lieferkette? Einige argumentieren, dass KI bei der Bekämpfung von Krankheiten helfen und sich positiv auf die Umwelt auswirken könnte, während sie gleichzeitig intelligente Landwirtschaft und Robotik einführt. Aber könnte KI in der Zwischenzeit menschliche Arbeitskräfte ersetzen? Und ist das für alle Beteiligten wünschenswert?
Künstliche Intelligenz, kurz KI, sind Systeme und Maschinen, die die menschliche Intelligenz und das menschliche Verhalten nachahmen sollen. Man geht davon aus, dass KI uns das Leben erleichtert, indem sie komplexe Aufgaben erledigt und selbstständig lernt, indem sie die Masse an Informationen nutzt, die sie sammelt, ohne dass wir diese Informationen in das Design implementieren müssen: maschinelles Lernen oder kurz ML. Die Möglichkeiten scheinen endlos - und die folgenden sind nur einige wenige Beispiele.
Laut Verified Market Research wurde der Wert von KI in der Landwirtschaft im Jahr 2019 auf 689,35 US-Dollar geschätzt und wird bis 2027 voraussichtlich 1413,88 Millionen US-Dollar erreichen - was bedeutet, dass wir in Zukunft viel mehr Innovationen und Investitionen erwarten können.
Angesichts des wachsenden Produktionsbedarfs und des Anstiegs der menschlichen Bevölkerung, die sich seit 1960 verdoppelt hat, wird die Entwicklung neuer Technologien immer notwendiger, um die Nachfrage zu decken und die Welt effizienter zu ernähren. Wir haben nur sehr begrenzte Flächen, die wir nutzen können, und diese werden von Minute zu Minute knapper, was eine Zunahme der "intelligenten Landwirtschaft" und des Wohnungsbaus erforderlich macht. Wird KI dabei helfen, dies zu erleichtern?
Darüber hinaus zielt KI in der Landwirtschaft darauf ab, Krankheiten bei Nutzpflanzen zu erkennen, Schädlinge zu bekämpfen, die Bodengesundheit zu überwachen und die Arbeitsbelastung zu verringern. Diese drastische Effizienzsteigerung könnte den Ertrag erhöhen, was die Notwendigkeit einer Ausweitung der Landnutzung verringern könnte. Die künstliche Intelligenz in der Landwirtschaft fällt neben anderen neuen Technologien unter den Begriff "intelligente Landwirtschaft".
KI könnte Produktionsprobleme zu geringeren Kosten lösen - und sich dabei auch als nachhaltigere Lösung erweisen. Im Zuge von Cop26 macht sich die Weltbevölkerung zunehmend Gedanken über die Notwendigkeit, die Netto-Null-Ziele zu erreichen, was den Einsatz von KI in der Landwirtschaft passender denn je erscheinen lässt.
Wie bereits kurz erwähnt, handelt es sich bei Smart Farming um ein Managementkonzept, das darauf abzielt, die Branche mit den Mitteln auszustatten, die sie benötigt, um fortschrittliche Technologien wie KI, IoT (Internet der Dinge), Big Data (die das Tracking ermöglichen), Überwachung, Automatisierung und Analyse von Systemen und Prozessen einzusetzen. Nokia ist eines von mehreren Unternehmen, die für sich in Anspruch nehmen, einen positiven Wandel in der Branche voranzutreiben. Sie haben eine Miniserie entwickelt, in der die Zukunft der intelligenten Landwirtschaft mit Branchenexperten diskutiert wird. Sie definieren Smart Farming als Oberbegriff für IoT, KI, Big Data und Robotik. Die Umsetzung dieser spannenden Technologien könnte den Betrieb autonomer Gewächshäuser ermöglichen, die das Land und die Pflanzen mit Wasser versorgen, um das Wachstum zu fördern. Darüber hinaus könnten sie Leckagen in der Bewässerung aufspüren und bei der Optimierung von Bewässerungssystemen helfen, so dass weniger Frischwasser verschwendet, wird: ein weiterer Gewinn für die so wichtigen nachhaltigen Praktiken!
Darüber hinaus wurde vor kurzem international über die Einführung eines Ampelsystems diskutiert, das den Kohlenstoff-Fußabdruck von Lebensmitteln anzeigt - nicht unähnlich dem, was Sie vielleicht schon auf Nährwertkennzeichnungen gesehen haben: Rot zeigt an, dass das Produkt möglicherweise viel mehr der täglich empfohlenen Menge verbraucht als andere. Wenn die künstliche Intelligenz dazu beitragen kann, die Lebensmittelproduktion nachhaltiger zu gestalten, dann könnte dies dazu beitragen, dass die Verbraucher weniger "rot" sehen, was sie möglicherweise vom Kauf abhält.
Um den oben erwähnten Produktionsbedarf in der Landwirtschaft der Zukunft zu decken, könnten sich bald mehr Landwirte der Robotik zuwenden. Das Internet der Dinge (IoT) unterstützt dies durch Drohnen, Scantechnologie und Bilder, die es den Landwirten ermöglichen, die Ernten schnell zu überwachen, indem sie große Flächen schnell scannen und potenzielle Bedrohungen für Pflanzen und Tiere sofort erkennen. Roboter können auch zur Unterstützung der täglichen Arbeit in der Landwirtschaft eingesetzt werden - wie praktisch! Interesting Engineering geht ausführlich auf die Entwicklung dieser Art von Drohnen und Robotern ein. Ein Beispiel ist Ecorobotix. Ecorobotix ist eine leichte, solarbetriebene GPS Drohne, die völlig autonom ist und den ganzen Tag laufen kann. Ihre Hauptaufgabe besteht darin, mit Hilfe ihrer Kamera Unkraut zu erkennen und zu besprühen. Sie behauptet auch, 90 % weniger Herbizide zu verbrauchen, was viel besser für die Umwelt sein könnte - und ist 30 % billiger als herkömmliche Mittel. Es ist leicht vorstellbar, dass dies einen Teil der menschlichen Arbeitskräfte ersetzen könnte.
Eine andere Form der Robotik, die den Menschen ersetzen könnte, sind nano-Technologien: eine Reihe von Robotern, die die Umwelt schützen sollen. Sie sollen Unkraut jäten, hacken und bei der Ernte helfen. Wenn sich diese Art von Robotern und Drohnen durchsetzt, könnte das
das Ende des frühen Sonnenaufgangs bedeuten - wenn man bedenkt, dass diese Roboter wahrscheinlich schon vor dem Aufwachen mit der Arbeit beginnen werden. Aber was noch wichtiger ist: Könnte dieser Aufstand der Roboter das Ende der historischen Menschlichkeit in der Landwirtschaft bedeuten? Dies wird von vielen als problematisch - ja sogar erschreckend - empfunden, da so viele Gemeinschaften auf der ganzen Welt von der Arbeit in der Landwirtschaft abhängen, um ihre Familien zu ernähren.
Trotz der Befürchtung, dass die KI die Menschheit praktisch zwecklos machen könnte - eine Befürchtung, die in vielen Branchen weit verbreitet ist -, können wir die umfangreichen Vorteile, die sie für die Landwirtschaft mit sich bringt, nicht einfach ignorieren. Krankheiten sind einer der Hauptnachteile, wenn es um die Ernteerträge geht, und ihre Erkennung ist sicherlich mit Herausforderungen verbunden. Der ohnehin schon überlastete Landwirt wird kaum viel Zeit aufwenden können, um jede Pflanze auf seinem Feld auf Anzeichen von Krankheiten zu untersuchen.
Anzeichen von Krankheiten zu beobachten, in der Regel durch Identifizierung von abnormalem Wachstum oder krankheitsverursachenden Organismen. KI hofft, mit Fernerkundung (Beobachtung der Felder, ohne die Pflanzen zu berühren) helfen zu können, und Landwirte können mit Hyperspektralbildern und 3D-Laserscans Probleme auf großen Ackerflächen erkennen.
KI und die Weiterentwicklung von Smartphones ermöglichen eine höhere Genauigkeit und Zuverlässigkeit, indem Deep Learning für die bildbasierte Pflanzenerkennung eingesetzt wird. In einer wissenschaftlichen Zeitschrift wurde gezeigt, wie dies möglich ist: Anhand eines öffentlichen Datensatzes mit über 50 000 Bildern gesunder und kranker Pflanzen wurde das KI System darauf trainiert, 14 Pflanzenarten und 26 Arten von Krankheiten zu erkennen. Ihr Modell erreichte eine beeindruckende Trefferquote von 99,35 %. Die Klassifizierung dieser Krankheiten kann den Landwirten helfen, robuste Strategien zu entwickeln, um sie unter Kontrolle zu halten. Neben der Überwachung von Nutzpflanzen können KI und ML auch bei der Erkennung von Schädlingen und der Bodengesundheit helfen - beispielsweise bei Nährstoffmangel. Tragischerweise könnte es laut FAO nur noch 60 weitere Ernten geben. Instrumente zur Verbesserung der Bodengesundheit könnten dazu beitragen, diese Möglichkeit zu verringern - so ist zu hoffen! Ein Artikel der Re-Soil Foundation dokumentiert das Argument des Imperial College London, dass KI helfen könnte, den Stickstoffgehalt im Boden vorherzusagen, einen übermäßigen Einsatz von Düngemitteln zu vermeiden und andere damit verbundene Umweltschäden zu verhindern. Alles in allem sind die Auswirkungen dieser Technologien sehr vielversprechend.
Die möglichen Vorteile der KI in der Landwirtschaft liegen klar auf der Hand, und es wird interessant sein zu sehen, wie sie sich in den nächsten Jahren weiterentwickeln wird - aber könnte dies das Ende der menschlichen Arbeit bedeuten?
Ob zum Guten oder zum Schlechten, das wird nur die Zeit zeigen.