#Chip Happens-Podcast: Staffel 4, Folge 1 | Kein Essen ohne Mikroelektronik

Der Podcast »Chip Happens – Kleine Dinge, die alles verändern« von Chipdesign Germany beleuchtet die Bedeutung der Mikroelektronik für die Bewältigung gesellschaftlicher, wirtschaftlicher und technologischer Herausforderungen. In der vierten Staffel mit dem Titel »Farm to Fork« steht die gesamte Wertschöpfungskette der Ernährung im Fokus. Die Staffel untersucht fundiert, wie technologische Innovationen von der landwirtschaftlichen Erzeugung bis zur Verarbeitung und  zum Endverbrauchdazu beitragen können, Lebensmittelproduktion und Versorgung langfristig zu sichern. 

©Fraunhofer Mikroelektronik

Staffel 4, Folge 1 | Kein Essen ohne Mikroelektronik

 

Die Auftaktfolge widmet sich der grundlegenden Verflechtung von moderner Landwirtschaft und Halbleitertechnologien. Angesichts des Klimawandels, des Arbeitskräftemangels, steigender Anforderungen an Nachhaltigkeit und Ressourceneffizienz sowie umfangreicher regulatorischer Vorgaben ist eine leistungsfähige Lebensmittelproduktion ohne den Einsatz digitaler Werkzeuge kaum mehr denkbar.
Als Expertinnen und Experten ordnen Lea Fließ, Geschäftsführerin des Forums Moderne Landwirtschaft, Joachim Rukwied, Präsident des Deutschen Bauernverbandes, sowie Benedikt Loepp, Leiter der Produktgruppe AI for Agrifood am Fraunhofer-Institut für Mikroelektronische Schaltungen und Systeme IMS, die Potenziale und aktuellen Herausforderungen dieser technologischen Transformation ein.

Worum geht es in der Folge?

Lea Fließ über die digitale Transformation moderner Familienbetriebe

Situation:

Die heutige Landwirtschaft in Deutschland sichert einen hohen Selbstversorgungsgrad, steht jedoch unter dem Druck, mit immer weniger Personal extrem hohe Produktionsmengen (rechnerisch rund 650 Kilogramm Lebensmittel pro Kopf und Jahr) effizient und ressourcenschonend bereitzustellen. Landwirtschaftliche Familienbetriebe entwickeln sich daher zunehmend zu technologisch hoch spezialisierten Unternehmen.

Problemstellung:

Das gesellschaftliche Bild der Landwirtschaft ist oft veraltet und bildet die technologische Realität nicht ab. Gleichzeitig erfordert der Strukturwandel eine drastische Steigerung der Arbeitsproduktivität sowie eine Verringerung des ökologischen Fußabdrucks bei schrumpfenden personellen Ressourcen.

Lösungsansätze / Innovationspotenziale:

Drohnen, Satellitenbildern, automatisierter Stallfütterung und präzisionsgesteuerten Landmaschinen ermöglichen eine stärker bedarfsgerechte Bewirtschaftung.  Auch Large Language Models (LLMs) und Bilderkennungs-KIs kommen bereits zum Einsatz, etwa zur Auswertung von Pflanzendaten, zur Unterstützung betrieblicher Abläufer oder zur Überwindung sprachlicher Barrieren beim Personaleinsatz. Die Technologie fungiert hierbei als assistierendes Werkzeug, das die menschliche Entscheidungskompetenz stärkt.

Weiterer Forschungs-/Entwicklungsbedarf:

Es gilt, den technologischen Werkzeugkoffer kontinuierlich zu verbreitern, um noch individuellere Lösungen für spezifische landwirtschaftliche Betriebe zu entwickeln und die Attraktivität des Berufsbildes durch moderne digitale Anforderungsprofile weiter zu stärken.

Joachim Rukwied über Ertragssicherung und Risikominimierung

Situation:

Die agrarische Erzeugung ist durch volatile Umweltbedingungen und den Klimawandel inhärenten Risiken ausgesetzt, während die Versorgungsverantwortung für die Bevölkerung sowie für den Export konstant bleibt.

Problemstellung:

Extremwetterereignisse, Ernteausfälle und unvorhersehbare Umweltentwicklungen gefährden sowohl die wirtschaftliche Stabilität einzelner Betriebe als auch die Kontinuität der Lebensmittelversorgung.

Lösungsansätze / Innovationspotenziale:

Digitale Technologien dienen als strategisches Werkzeug zur Absicherung von Erträgen. Durch datengestützte Prognosen und präzise Bewirtschaftungssysteme lassen sich Produktionsrisiken im Vorfeld signifikant minimieren.

Weiterer Forschungs-/Entwicklungsbedarf:

Entscheidend ist der weitere Ausbau anwendungsnaher digitaler Systeme, die unter realen landwirtschaftlichen Bedingungen zuverlässig funktionieren. Daneben sind hierfür auch geeignete regulatorische Rahmenbedingungen, Investitionsmöglichkeiten und ein praxistauglicher Zugang zu Daten erforderlich.

Benedikt Loepp über KI und Sensorik in der Ernährungsindustrie

Situation:

Entlang der gesamten Kette von der Ernte bis zur industriellen Verarbeitung im Supermarktbereich durchlaufen Lebensmittel hochkomplexe, maschinelle Prozesse, die einer lückenlosen Überwachung bedürfen.

Problemstellung:

Die Einhaltung strenger regulatorischer Vorgaben bezüglich des Einsatzes von Dünger- und Pflanzenschutzmitteln erfordert exakte Zustandsdaten der Bestände. Zudem müssen industrielle Verarbeitungsanlagen zur Vermeidung von Ausfällen permanent überwacht werden, oft in Umgebungen ohne stabile Netzanbindung.

Lösungsansätze / Innovationspotenziale:

Neuartiger Sensorsysteme in Kombination mit künstlicher Intelligenz ermöglichen es, Maschinenzustände zu überwachen und Produktionsprozesse zu optimieren. Auf dem Feld können smarte Sensoren die punktgenaue Ausbringung von Betriebsmitteln unterstützen und Hinweise auf den optimalen Erntezeitpunkt liefern.

Weiterer Forschungs-/Entwicklungsbedarf:

Ein zentrales Entwicklungsfeld ist die Realisierung von Edge-AI-Lösungen. Die Auswertung von Sensordaten muss zunehmend lokal direkt auf dem Feld und ohne zwingende Cloud-Anbindung (»Low Connectivity«) rechenfähig sein, um Echtzeitentscheidungen vor Ort zu ermöglichen.

Hier geht es zur ersten Folge der vierten Staffel – (Spotify)

In der nächsten Folge dreht sich alles um den digitalen Acker. Schaltet nächste Woche ein, um mehr zu erfahren.

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