digital future Story

Schöne neue Welt?

Landwirtschaft 4.0.: Wenn die Drohne kontrolliert, ob das Feld geerntet werden kann, und nicht der Landwirt. (Foto: shutterstock / Love Silhouette)

Bisher wurden in der Landwirtschaft vor allem Tätigkeiten wie das Pflügen oder Melken an Maschinen übertragen. Doch schon bald werden künstliche Intelligenzen ganze Prozesse planen, mitentscheiden und steuern. Kann das gut gehen?

Wenn im Märzen 2030 der Bauer die „Rösslein einspannt“, könnte das mit der Landwirtschaft von heute so viel gemeinsam haben, wie ein jetziger 300-PS-Schlepper mit den besagten Ackerpferden aus dem Kinderlied. Nun ist es mit Prognosen bekanntlich so eine Sache. Denkbar und technisch realisierbar könnte im Frühjahr 2030 aber durchaus dieses Bild sein:

Landwirt Meier legt am Beginn des Wirtschaftsjahres fest, welche Früchte er auf welchen Schlägen anbauen möchte und welche Mengen an Milch oder Fleisch produziert werden sollen. Gestützt werden seine Entscheidungen von den Vorschlägen einer Planungssoftware, die ökonomisch sinnvolle Varianten auf Basis aller im Internet verfügbaren Prognosedaten errechnet. Landwirt Meier ändert den Anbauplan ein wenig ab und gibt ihn zur Produktion frei. Die Umsetzung dieses Produktionsplanes liegt nun in der Verantwortung der jeweiligen Produktionssysteme.

Ackerschläge mit Bewusstsein

Produktionssysteme sind Schläge oder Ställe, die um eine Art „Geist“ oder „Bewusstsein“ erweitert wurden. Dahinter stecken so genannte „Agenten-Softwaresysteme“, die sich um die bestmögliche Erreichung der gesteckten Ziele kümmern.

Hierfür stehen den Feld- und Stall-Agenten alle Informationen des Internets, sowie ein physischer Fuhrpark aus Drohnen, Schleppern, Bodenbearbeitungs- und Erntemaschinen bzw. Fütterungsautomaten und Melkrobotern zur Verfügung. Ein Feld könnte beispielsweise im Herbst feststellen, dass es Zeit ist, eingesät zu werden. Für die genaue Terminplanung bezieht es Wetterprognosen aus dem Internet, schickt aber sicherheitshalber zusätzlich eine Drohne zum Feld, um die tatsächliche Feuchtigkeit auf dem Acker zu messen.

Ein Feld bucht seine Drillmaschine

Ist der ideale Zeitpunkt ermittelt, bucht das Feld (bzw. sein Softwareagent) über digitale Marktplätze eine Drillmaschine, die mit der Einsaat beauftragt wird. Die Drillmaschine (bzw. ihr Softwareagent) ist nun dafür zuständig, genügend Saatgut der richtigen Sorte und Qualität einzukaufen sowie eine Zugmaschine zu buchen, was ebenfalls über digitale Marktplätze erfolgt.

Auf diese Art und Weise werden Produktionsziele immer weiter in spezifische Teilziele herunter gebrochen und einer Einheit übertragen (Feld, Stall, Drillmaschine, Schlepper etc.). Teilziele, die von einer Einheit nicht selbst erledigt werden können, werden als Unterauftrag an eine andere übergeben. Visionen einer sich selbst steuernden Landwirtschaft wie dieser werden derzeit unter den Begriffen „Landwirtschaft 4.0“ oder „Digital Farming“ diskutiert.

Alles nur Science-Fiction? Mitnichten.

Genauso wichtig wie Fachwissen werden in Zukunft die Daten rund um den landwirtschaftlichen Betrieb sein. (Foto: Budimir Jevtic / stock.adobe.com)

Ein Szenario wie dieses klingt nach Science-Fiction, und vermutlich fallen jedem Praktiker sofort mehr als 20 Argumente ein, warum dies niemals Realität werden kann. Und in der Tat können ein großer Stein im Boden, eine festgefahrener Maishäcksler oder Verständnisschwierigkeiten zweier Maschinen aufgrund mangelnder Kompatibilität, Produktionssysteme wie diese abrupt zum Stehen bringen.

Die meisten notwendigen Technologien sind prinzipiell bereits heute vorhanden.

Prof. Dr. Michael Clasen

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Bisher wurden in der Landwirtschaft vor allem Tätigkeiten wie das Pflügen oder Melken an Maschinen übertragen. Doch schon bald werden künstliche Intelligenzen ganze Prozesse planen, mitentscheiden und steuern. Kann das gut gehen?

Wenn im Märzen 2030 der Bauer die „Rösslein einspannt“, könnte das mit der Landwirtschaft von heute so viel gemeinsam haben, wie ein jetziger 300-PS-Schlepper mit den besagten Ackerpferden aus dem Kinderlied. Nun ist es mit Prognosen bekanntlich so eine Sache. Denkbar und technisch realisierbar könnte im Frühjahr 2030 aber durchaus dieses Bild sein:

Landwirt Meier legt am Beginn des Wirtschaftsjahres fest, welche Früchte er auf welchen Schlägen anbauen möchte und welche Mengen an Milch oder Fleisch produziert werden sollen. Gestützt werden seine Entscheidungen von den Vorschlägen einer Planungssoftware, die ökonomisch sinnvolle Varianten auf Basis aller im Internet verfügbaren Prognosedaten errechnet. Landwirt Meier ändert den Anbauplan ein wenig ab und gibt ihn zur Produktion frei. Die Umsetzung dieses Produktionsplanes liegt nun in der Verantwortung der jeweiligen Produktionssysteme.

Ackerschläge mit Bewusstsein

Produktionssysteme sind Schläge oder Ställe, die um eine Art „Geist“ oder „Bewusstsein“ erweitert wurden. Dahinter stecken so genannte „Agenten-Softwaresysteme“, die sich um die bestmögliche Erreichung der gesteckten Ziele kümmern.

Hierfür stehen den Feld- und Stall-Agenten alle Informationen des Internets, sowie ein physischer Fuhrpark aus Drohnen, Schleppern, Bodenbearbeitungs- und Erntemaschinen bzw. Fütterungsautomaten und Melkrobotern zur Verfügung. Ein Feld könnte beispielsweise im Herbst feststellen, dass es Zeit ist, eingesät zu werden. Für die genaue Terminplanung bezieht es Wetterprognosen aus dem Internet, schickt aber sicherheitshalber zusätzlich eine Drohne zum Feld, um die tatsächliche Feuchtigkeit auf dem Acker zu messen.

Ein Feld bucht seine Drillmaschine

Ist der ideale Zeitpunkt ermittelt, bucht das Feld (bzw. sein Softwareagent) über digitale Marktplätze eine Drillmaschine, die mit der Einsaat beauftragt wird. Die Drillmaschine (bzw. ihr Softwareagent) ist nun dafür zuständig, genügend Saatgut der richtigen Sorte und Qualität einzukaufen sowie eine Zugmaschine zu buchen, was ebenfalls über digitale Marktplätze erfolgt.

Auf diese Art und Weise werden Produktionsziele immer weiter in spezifische Teilziele herunter gebrochen und einer Einheit übertragen (Feld, Stall, Drillmaschine, Schlepper etc.). Teilziele, die von einer Einheit nicht selbst erledigt werden können, werden als Unterauftrag an eine andere übergeben. Visionen einer sich selbst steuernden Landwirtschaft wie dieser werden derzeit unter den Begriffen „Landwirtschaft 4.0“ oder „Digital Farming“ diskutiert.

Alles nur Science-Fiction? Mitnichten.

Genauso wichtig wie Fachwissen werden in Zukunft die Daten rund um den landwirtschaftlichen Betrieb sein. (Foto: Budimir Jevtic / stock.adobe.com)

Ein Szenario wie dieses klingt nach Science-Fiction, und vermutlich fallen jedem Praktiker sofort mehr als 20 Argumente ein, warum dies niemals Realität werden kann. Und in der Tat können ein großer Stein im Boden, eine festgefahrener Maishäcksler oder Verständnisschwierigkeiten zweier Maschinen aufgrund mangelnder Kompatibilität, Produktionssysteme wie diese abrupt zum Stehen bringen.

Die meisten notwendigen Technologien sind prinzipiell bereits heute vorhanden.

Prof. Dr. Michael Clasen
Selbstfahrende Traktoren werden für die Landwirtschaft 4.0. bereits entwickelt. (Foto: Jackieophotography.com)

Dennoch spricht einiges dafür, dass diese Probleme nach und nach gelöst werden. So sind die meisten notwendigen Technologien prinzipiell bereits heute vorhanden. Und die Gründe für die noch häufig auftretenden Kommunikationsprobleme zwischen Maschinen unterschiedlicher Hersteller sind eher in politischen oder wirtschaftlichen Überlegungen der Akteure zu verorten als in fehlenden Standards.

Künstliche Intelligenz als Treiber

Vieles spricht deshalb dafür, dass der technische Fortschritt der nächsten Jahre die Landwirtschaft stärker verändern wird als die Erfindung des Schleppers. Ein bedeutender Treiber in Richtung sich selbststeuernder Systeme wird der rasante Fortschritt im Bereich der künstlichen Intelligenz sein.

Maschinen werden künftig in vielen Fällen schnellere und bessere Entscheidungen als Menschen treffen. Wer hätte es beispielsweise vor 15 Jahren für möglich gehalten, dass ein fahrerloser PKW durch die USA fährt und dabei auch Innenstädte durchquert. In weiteren 15 Jahren werden wir vermutlich eine gesellschaftliche Diskussion führen, ob es aus Sicherheitsüberlegungen überhaupt noch akzeptabel ist, Menschen das Führen von Fahrzeugen zu erlauben, da diese zu viele Fehler machen und somit Menschenleben gefährden. Diese Entwicklung wird auch die Landwirtschaft grundlegend verändern.

Lange Entwicklungszeit sorgt für trügerische Sicherheit

Ab wann mit solchen Systemen zu rechnen ist, ist schwer vorherzusagen. Typisch für Entwicklungsprozesse mit starkem IT-Bezug ist jedoch ihr exponentieller Verlauf: Fortschritte stellen sich anfangs nur sehr langsam ein – und entwickeln sich ab einem kritischen Punkt nahezu explosionsartig.

Dies hat den fatalen Nebeneffekt, dass Kritiker anfangs lange Recht behalten und sich viele in einer trügerischen Sicherheit wähnen, dass wohl doch alles beim Alten bleibt. Wenn sich dann aber die neue Technologie schlagartig durchsetzt, ist es für eine Anpassung meist zu spät. Der Fotofilmhersteller Agfa kann als prominentes Negativbeispiel dienen, was es bedeutet, einen Trend (hier zur Digitalfotografie) verpasst zu haben. Für Agfa war die Folge die Insolvenz.

Kritiker behalten anfangs lange Recht und wähnen sich in einer trügerischen Sicherheit, dass wohl alles beim Alten bleibt. Wenn sich dann die neue Technologie schlagartig durchsetzt, ist es für eine Anpassung zu spät.

Prof. Dr. Michael Clasen

Neue Aufgaben, neues Berufsbild

Sollte sich das geschilderte Zukunftsszenario in Ansätzen als richtig erweisen, wären auch die Auswirkungen auf die Landwirtschaft und das Berufsbild des Landwirts gravierend. Betriebsleiter wären in einer derart digitalisierten Welt kaum noch operativ tätig. Stattdessen setzten sie sich überwiegend mit strategischen Entscheidungen und Zielvorgaben auseinander.

Dokumentationen würden nahezu vollständig automatisch erfolgen. Die Produktionsprozesse würden dadurch für jedermann zu 100% transparent sein, Tricksereien würden nahezu unmöglich.

Denkbar ist auch, dass sich die Landwirtschaft in einer digitalen Welt zweiteilen wird: Erstens in einen hochautomatisierten und somit hochproduktiven Bereich, der Nahrungsmittel einer gesellschaftlich definierten Qualität zu sehr niedrigen Kosten nahezu automatisch erzeugt. Die Preise für diese Produkte werden vermutlich weiter sinken. Daneben könnte sich ein vordergründig irrationaler, nostalgischer Nischenmarkt halten, auf dem Menschen bewusst höhere Preise für Waren bezahlen, denen sie aufgrund ihrer weniger perfekten Produktionsweise einen höheren Wert beimessen. Ähnliche Entwicklungen sehen wir heute bereits bei teuren mechanischen Uhren oder Oldtimern, die gemessen am technischen Optimum viel zu teuer sind.

Neben einem hochautomatisierten Bereich mit sehr niedrigen Kosten könnte es einen vordergründig irrationalen, nostalgischen Nischenmarkt für höherpreisig hergestellte Produkte geben.

Prof. Dr. Michael Clasen

Taktgeber im Silicon-Valley

Die Frage, ob wir den vollautomatisierten Agrarbetrieb überhaupt wollen, ist übrigens nahezu irrelevant. Auf globalen Absatzmärkten wird ein Anbieter seine Wettbewerbsfähigkeit verlieren, wenn er auf Kostensenkungspotentiale durch weitere Automatisierung verzichtet. Der technologische Fortschritt findet derzeit vor allem in den großen IT-Unternehmen im Silicon Valley statt.

Wer automatisiert, senkt Kosten. Für die Player auf den globalen Märkten also ein Muss.
(Foto: jackieophotography.com)

Nicht deutsche Universitäten oder die Europäische Kommission geben den Takt vor, sondern Google, IBM und Co. Die Einflussmöglichkeiten nationaler Verbände und Politik werden somit beschränkt sein. Dennoch sollten wir jetzt eine gesellschaftliche Diskussion zu diesem Thema führen, um die gravierendsten Auswirkungen dieser Entwicklungen abzumildern. Es ist sehr wahrscheinlich, dass sich die Landwirtschaft in den nächsten Jahren stärker verändern wird, als jemals zuvor. Schöne neue Welt?


Zum Autor

Prof. Dr. Michael Clasen ist Professor für Wirtschaftsinformatik an der Hochschule Hannover und Eigentümer eines kleinen Ackerbaubetriebes.
Für f3 setzt er sich mit Fragen auf dem Weg in die digitale Landwirtschaft auseinander.