Image: Smart Farming sicher machenSmart Farming – Die digitale Landwirtschaft der Zukunft | Scharfsinn86
TrendDie Zukunft der Landwirtschaft ist digital

Smart Farming sicher machen

Lesezeit ca.: 3 Minuten
Monique Opetz

Monique Opetz

Freie Journalistin

Sensoren für exaktes Düngen, Roboter zum Wässern, Unkrauter­ken­nung per Deep Learning – in der Landwirt­schaft werden immer mehr Prozesse automati­siert und digitali­siert. Die zentrale Herausfor­de­rung dabei: eine Schnittstelle für den sicheren Datenaus­tausch sämtlicher Akteure.

03. März 2020

Ein Kasten auf vier Rädern, etwas größer als eine Schubkarre, soll zukünftig die Arbeit auf den Feldern übernehmen. „Contadino“ heißt der Agrarroboter der Firma Continental, der säen, düngen, Unkraut- und Schädlinge bekämpfen kann; allein oder im Team. Der autonome Helfer ist einer von vielen, den es auf der weltgrößten agrartech­ni­schen Fachmesse Agritech­nica Ende 2019 in Hannover zu bestaunen gab. 

KI erkennt Unkraut

Die Feldroboter navigieren eigenständig durch Pflanzen­reihen und erkennen Unkraut, um es per Elektroschock oder mit rotierenden Messern zu zerstören. Möglich ist das mithilfe von Deep Learning, zahlreichen Sensoren und Kameras, die Unkraut von Nutzpflanzen anhand von Farbe, Struktur und anderen Merkmalen unterscheiden lernen.

Navigati­ons­sa­tel­li­ten­sys­teme wie GPS helfen vorgegebene Positionen anzusteuern, etwa um Schädlinge zu bekämpfen. „Die Digitali­sie­rung in der Landwirt­schaft hilft dabei, Informationen leichter verfügbar zu machen und damit eine neue Ebene der Genauigkeit zu erreichen“, erklärt Ralf Kalmar, Business Area Manager und Ansprech­partner für Smart Farming vom Fraunhofer-Institut für Experimen­telles Software Engineering IESE. Im Gegensatz zu früher sei es möglich, mit den entsprechenden Daten teilflächen­spe­zi­fisch arbeiten zu können. „Das heißt, Düngemittel werden nur dort ausgebracht, wo das Feld betroffen ist. Das spart Kosten und ermöglicht eine höhere Produkti­vi­tät“, betont er.

Umweltfreund­li­ches Smart Farming 

Bei der mechanischen Unkrautbe­kämp­fung kann auf chemische Spritzmittel weitgehend verzichtet werden – flächende­ckendes Spritzen wird überflüssig. Einen enormen Vorteil verspricht die intelligente Landwirt­schaft: Produkti­ons­kosten werden reduziert und die Umweltbe­las­tung sinkt. Laut eines wissenschaft­li­chen Gutachtens des EU-Parlaments könnten dank digitaler Technolo­gien bis zu 80 Prozent Herbizide beim smarten Ackerbau eingespart werden. Hierbei spielen auch Drohnen eine entschei­dende Rolle. Diese kommen mittlerweile bei fast jedem zehnten Landwirt zum Einsatz, so eine repräsen­ta­tive Befragung des Deutschen Bauernver­bandes in Zusammen­ar­beit mit dem Digitalver­band Bitkom (2018). Die fliegenden Alleskönner sammeln mithilfe hochauflö­sender Kameras noch präzisere Daten als es mit Satelliten möglich ist. Sie analysieren Felder hinsicht­lich der Bodenqua­lität und informieren die Landwirte, wo beispiels­weise gewässert oder gedüngt werden muss.

Farm-Management-Systeme 

Neben Agrarrobo­tern, Drohnen und GPS-gesteuerten Traktoren mit Infrarot-Sensoren, waren auch vernetzte Farm-Management-Plattformen hoch im Kurs auf der Agritech­nica. Basis für eine smarte Landwirt­schaft sind Daten-Schnittstellen und Plattform-Lösungen, die sämtliche Komponenten verbinden und einen sicheren Umgang mit den Daten gewährleisten. Die Crux: Farm-Management-Systeme integrieren bisher oftmals nur einzelne Komponenten, wie beispiels­weise mit Sensoren ausgestat­tete Landmaschinen zur automati­schen Navigation. Unterschied­liche Geräte und Komponenten wirtschaft­lich sinnvoll und sicher zu vernetzen, funktioniert indes noch nicht. 

Datensou­ve­rä­nität auf dem Acker

Um den Datenaus­tausch in der Landwirt­schaft zukünftig interope­rabel zu gestalten, laufen bereits verschie­dene Forschungs­pro­jekte, wie etwa das Fraunhofer-Leitprojekt COGNAC, das ein digitales Ökosystem samt zentraler Plattform für eine intelligente Landwirt­schaft zum Ziel hat. „Der Agricultural Dataspace (ADS) ist unsere Vision für einen virtuellen Datenraum, in dem Daten mit verschie­densten Parteien wie Dienstleis­tern, Maschinen­her­stel­lern und den Landwirten geteilt werden“, erklärt Fraunhofer-Forscher Ralf Kalmar. Die Plattform soll ähnlich wie ein App Store funktionieren. Die Idee: Betriebs­daten, Maschinen­daten, Geo- und Wetterdaten werden auf der Plattform gebündelt, um von den Beteiligten mit entsprechender Berechti­gung genutzt und analysiert werden zu können.

Eine zentrale Herausfor­de­rung bei der Entwicklung des ADS ist die Datensou­ve­rä­nität oder Datenhoheit und damit verbunden die Frage: Wer soll Zugang zu den Daten erhalten? Die Landwirte sollen über die Verwendung ihrer Daten selbstbe­stimmt entscheiden können. Über Verträge soll festgelegt werden, wem Datenzugriffe ermöglicht werden. Bis es soweit ist, wird es jedoch laut Kalmar noch dauern: „Die Idee der Datenöko­nomie in einer vernetzten Produkti­ons­um­ge­bung ist bis dato eine Vision, an der wir arbeiten.“