Digitalisierung von Landwirtschaft, Logistik und Handel

Während in der Tierproduktion robotische Anwendungen (z.B. automatische Melksysteme) bereits etabliert sind, steckt die vollständige Automatisierung pflanzenbaulicher Prozesse (Aussaat, Düngung, Ernte, Pflanzenschutz bzw. Unkrautbekämpfung etc.) mithilfe von Feldrobotern noch in den Kinderschuhen. Es gibt eine Vielzahl von Forschungsprototypen [11], aber erst wenige marktreife Konzepte in Bereichen wie der Unkrautbekämpfung oder der Aussaat [12]. Gründe für das noch relativ frühe Entwicklungsstadium sind zum einen die auf dem Acker vorherrschenden Umweltbedingungen, die besonders hohe Anforderungen an die sensorische Umfelderfassung und die autonome Steuerung erforderlich machen. Zum anderen können kleine Feldroboter bei Weitem nicht die gleiche Schlagkraft und damit Leistungsfähigkeit wie herkömmliche Landmaschinen erreichen, die in den letzten Jahrzehnten immer größer und schwerer geworden sind. Ihr Einsatz macht deshalb in der Regel eine Neuausrichtung der Ackerbauprozesse und Pflanzenbausysteme erforderlich. Erforscht werden beispielsweise im Schwarmverband operierende Einheiten [13] oder das Spot Farming [14], bei dem mehrere Kultursorten auf einem Feld von vielen kleineren, elektrisch betriebenen Robotern kleinräumig bewirtschaftet werden. Mithilfe von Feldrobotern bietet sich so grundsätzlich das Potenzial, die Landwirtschaft klima- und umweltfreundlicher zu machen, ohne dass größere Ertragsverluste zu erwarten sind. Zudem könnten autonome Feldroboter, die prinzipiell rund um die Uhr einsatzfähig sind, auch dabei helfen, das Agrarsystem resilienter gegen den zunehmenden Arbeitskräftemangel zu machen [15].

Mithilfe von standardisierten Schnittstellen und Technologien wie QR-Codes, RFID (Radio-Frequency Identification) oder Blockchain können Produktinformationen entlang der Wertschöpfungs­kette weitergereicht werden. Für die Landwirtschaft (und die vor- und nachgelagerten Bereiche) bietet sich so die Möglichkeit, landwirtschaftliche Produkte vom Teller bis zum Acker rückverfolgbar zu machen und erfolgte Arbeitsschritte und Ressourceneinsätze transparent und vertrauenswürdig für Verbraucher/innen zu dokumentieren. Die Anwendungsmöglichkeiten betreffen aber nicht nur Informationen, die an den Endkunden weitergereicht werden sollen, sondern auch solche, die für die Bereitstellung von Saatgut, Düngemitteln, Viehfutter und Wasserressourcen wichtig sind. Verschiedene Anbieter haben innovative Softwarelösungen entwickelt, die auf die spezifischen Bedarfe der Lebensmittelindustrie zugeschnitten sind (beispielsweise Sicherstellung einer lückenlosen Kühlkette) und mit denen sich Transport- und Lagerprozesse in Echtzeit überwachen lassen. Mögliche Auswirkungen von Personalmangel oder Transportausfällen (z.B. durch die Schließung eines Verschiffungshafens) lassen sich so schnell entlang der Wertschöpfungskette kommunizieren und es können Lösungen gefunden werden, um Lieferengpässe zu vermeiden. Außerdem können Datenplattformen in Zeiten von Polykrisen die Resilienz von globalen Lieferketten erhöhen [16]. Eine umfassende Kartierung der internationalen Lieferbeziehungen auf Unternehmensebene würde die Erarbeitung politischer Maßnahmen sowohl auf nationaler als auch auf internationaler Ebene unterstützen, denn der Mangel an detaillierten wirtschaftlichen Mikrodaten behindert häufig gezielte politische Ansätze [17].