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Künstliche Intelligenz für ein sichereres globales Lebensmittelsystem

Wie der Einsatz von KI im globalen Lebensmittelsystem hilft, Lebensmittelsicherheit, Ernährung und Nachhaltigkeit zu verbessern. Ein Gastbeitrag von Neil Coole vom Normungsinstitut BSI.

Lesezeit: 5 Minuten

Als eine purpose-getriebene Organisation ist BSI (British Standards Institution) davon überzeugt, dass Künstliche Intelligenz (KI) zum Wohle der Gesellschaft eingesetzt werden und Fortschritte in Richtung einer nachhaltigeren Welt beschleunigen kann. In diesem Essay befasst sich BSI-Director Neil Coole damit, wie Landwirte und Erzeuger KI einsetzen können, um ein sicheres, nachhaltiges und transparentes Lebensmittelversorgungssystem der Zukunft zu gestalten, das den Bedürfnissen der Menschen und des Planeten gerecht wird.

Landwirtschaftliche Organisationen und beratende Gremien wie das Weltwirtschaftsforum (WEF) befassen sich zunehmend mit der Frage, wie sich KI positiv auf ein sicheres, globales Nahrungsmittelsystem auswirken kann.

Das ungenutzte Potenzial der KI zur Verbesserung der Lebensmittelsicherheit

Nehmen wir zum Beispiel eines der häufigsten Vorkommnisse in der Lebensmittelindustrie: Zwischenfälle im Bereich der Verbrauchergesundheit. Nach Angaben der Weltgesundheitsorganisation (WHO) erkranken jedes Jahr schätzungsweise 600 Mio. Menschen an verunreinigten Lebensmitteln, was zu 420.000 Todesfällen führt. Dies geschieht in der Regel, weil jemand irgendwo im Produktionsprozess unbeabsichtigt einen Fehler gemacht hat.

Künstliche Intelligenz könnte sich positiv auf die Verringerung wiederkehrender Gesundheitsrisiken für Verbraucher und die Durchsetzung von Lebensmittelhygienestandards auswirken, indem sie menschliche Fehler bei der Lebensmittelproduktion ausschließt.

Darüber hinaus kann die Wahrscheinlichkeit von Ausbrüchen lebensmittelbedingter Krankheiten verringert werden, indem KI zur schnellen Erkennung von Krankheitserregern wie Salmonellen, E. coli oder Listerien eingesetzt wird. Dank KI können Daten aus mikrobiellen Tests analysiert und mögliche Probleme schneller und präziser erkannt werden als mit manuellen Methoden.

Beispiel: Lebensmittelbetrug

KI könnte auch bei der Bekämpfung von Lebensmittelbetrug eingesetzt werden, der den Lebensmittelsektor weltweit jährlich schätzungsweise 30 Mrd. € kostet. Nach Angaben der EU kann es sich dabei um Fälle von „Verfälschung, Substitution, Verdünnung, Manipulation, Simulation, Fälschung und Täuschung“ handeln.

Forschungsergebnisse zeigen, dass KI in derartigen Situationen die Möglichkeit bietet, Lebensmittelbetrug aufzudecken und seine Wiederholung zu verhindern. Dies geschieht dadurch, dass genau an den Stellen, an denen durch menschliches Zutun Betrug stattfindet, Algorithmen eingesetzt werden, die Anomalien sofort erkennen.

Landwirtschaftliche Technologie, die die Umwelt in den Mittelpunkt stellt

KI kann ebenfalls zur Steuerung von Bodengesundheit und der Wasserbewirtschaftung eingesetzt werden. Laut der Unternehmensberatung PWC, kann KI Landwirten dabei helfen, ihr Land effizienter zu bewirtschaften und möglicherweise erschöpfte Flächen neu zu nutzen. Dies geschieht entweder durch Recycling oder über neue Infrastrukturen wie vertikale Farmen.

PWC prognostiziert, dass KI-Anwendungen in der Landwirtschaft dazu beitragen können, die Emissionen bis 2030 um bis zu 160 Megatonnen CO2-Äquivalent zu senken, während gleichzeitig mehr Nahrungsmittel produziert und weniger Ressourcen verbraucht werden.

Es gibt bereits einige interessante Beispiele für die so genannte Smart Farming-Innovation. Das in den USA ansässige Pflanzenschutzunternehmen Enko beispielsweise setzt DNA-kodierte Bibliotheken und maschinelles Lernen ein, um die Widerstandsfähigkeit von Schädlingen zu bekämpfen. Das Unternehmen nutzt seine umfangreichen Informationen für die Entwicklung chemischer Behandlungen, die so konzipiert sind, dass sie bestimmte Schädlinge mit minimalen Neben- oder Umweltbelastungen bekämpfen. KI hilft dabei, diesen Prozess auf die molekulare Ebene herunterzubrechen.

Ein weiteres Beispiel für Smart Farming kommt von CropX, das digitale Zwillinge von Nutzpflanzen mittels Sensoren verwendet, so dass KI-Mapping-Technologien die Erträge auf Grundlage von Wetterveränderungen vorhersagen können.

Auf der Verbraucherseite bietet KI das Potenzial, die Haltbarkeit zu optimieren und Mindesthaltbarkeitsdaten zu verwalten, um so Lebensmittelverschwendung zu minimieren. Laut einer Studie zur Reduktion von Lebensmittelabfällen wünscht sich jeder Zweite (49 %) den Einsatz von KI für diesen Zweck.

In Zusammenarbeit mit mehreren US-Unternehmen und Organisationen wie dem Pacific Coast Food Waste Commitment, Afresh und Shelf Engine hat der WWF KI-Einkaufssysteme in zwei Pilotprojekten im Einzelhandel eingesetzt. Die Pilotprojekte verhinderten 26,705 t CO2-Emissionen, die durch das unnötige Einlagern von Lebensmitteln auf Deponien entstehen, und erzielten darüber hinaus weitere Effizienzgewinne.

Daten und Verbraucherwahl

Bereits 48 % der Menschen weltweit nutzen Fitness-Tracking-Apps wie Strava: ein Trend, der sich fortsetzen wird. Da KI in der Lage ist, riesige Datenmengen zu sammeln, bieten der Tracking-Technologien in Verbindung mit KI das Potenzial, auf den Verbraucherwunsch nach mehr Informationen und Transparenz über den Nährstoffgehalt, die Herkunft von Zutaten und die Art der Lebensmittelherstellung zu reagieren.

Es gibt bereits Tools, die KI nutzen, um Daten über alles Mögliche zu erfassen. Beispielsweise im Tierschutz, wo intelligente Überwachungssysteme dabei helfen zu beurteilen, wie komfortabel ein Stall ist, ob es Engpässe gibt oder ob alle Tiere ausreichend Zugang zu Tränken haben.

Ein weiteres Beispiel zur Anwendung von KI-Tracking-Tools wäre die App SnapCalorie, die die Kalorienzahl einer Mahlzeit anhand eines einfachen Bildes ermittelt.

Anhand dieser Beispiele zeigt sich, dass immer fortschrittlichere KI Verbrauchern größere Entscheidungsmöglichkeiten bietet, um gesündere oder nachhaltigere Entscheidungen bei der Lebensmittelauswahl zu treffen.

Zum Nachdenken anregen

Ob in autonomen Agrarmaschinen, zur Verbesserung der Bodengesundheit, zur Optimierung der Wassernutzung, zur Minimierung der Lebensmittelverschwendung oder zur Festlegung von Lebensmittelstandards – Die Verwendung von KI in der Lebensmitelproduktion wird voraussichtlich auf jeder Ebene der Lieferkette zu Diskussionen um deren Nutzung und weiteren ethischen Fragen führen.

Entscheidend bei all den Möglichkeiten, die KI für Innovationen im globalen Lebensmittelsystem bietet, ist das Vertrauen der Verbraucher und Nutzer. Laut einer BSI-Studie gaben 75 % der Befragten an, dass dies die wichtigste Voraussetzung dafür sei, dass sie mit dem Einsatz von KI bei der Herstellung von Lebensmitteln einverstanden wären. Solange bei der Nutzung und Entwicklung von KI der Mensch im Fokus bleibt, haben wir die Möglichkeit, in Zukunft ein Lebensmittelsystem aufzubauen, das sicher und nachhaltig ist und die Welt mit ausreichend Nahrung versorgt.

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