7 bahnbrechende digitale Technologien, die die moderne Landwirtschaft revolutionieren

Inhaltsverzeichnis

• Top 7 Technologien, die den Agrarsektor transformieren
• Robotik und Automatisierung in der Landwirtschaft für verbesserte Effizienz
• Big Data, KI und ML in der Landwirtschaft für datengetriebene Entscheidungen
• Drohnen in der Landwirtschaft für verbesserte Effizienz und erhöhte Automatisierung
• IoT und Sensoren in der Landwirtschaft zur Prozessoptimierung, Datenerfassung und strategischen Entscheidungen
• Cloud Computing in der Landwirtschaft für schnellen und Echtzeit-Datenzugriff von überall
• Blockchain in der Landwirtschaft zur Verbesserung von Transparenz und Vertrauen entlang der Lieferkette
• Mobile Apps in der Landwirtschaft zur Verbesserung von Koordination und Kommunikation entlang der Wertschöpfungskette
• Fazit

Ausgangslage

Klimawandel, gestörte Lieferketten, geopolitische Konflikte, Schädlinge, Ressourcenknappheit und viele weitere Faktoren bedrohen zunehmend die globale Ernährungssicherheit und die steigende Nahrungsmittelnachfrage. Da sich das globale Ziel der Landwirtschaft auf „mehr mit weniger produzieren“ verlagert hat, sind Effizienz, Produktivität und Rentabilität stärker in den Fokus gerückt. Diese Ziele gehen Hand in Hand mit Nachhaltigkeitszielen. Hier spielen digitale Technologien eine Schlüsselrolle und bieten einen Hoffnungsschimmer. Obwohl die Landwirtschaft im Vergleich zu anderen Branchen spät digitale Technologien adoptiert hat, holt sie auf und verzeichnet die erwarteten Vorteile. Unser Bericht The State of Digital Agriculture 2021 beleuchtet dies ausführlich und zeigt, wie globale Branchenführer mithilfe digitaler Technologien verschiedene Herausforderungen meistern. Der Bericht enthält auch Interviews mit prominenten Landwirtschaftsführern und Ergebnisse einer jährlichen Umfrage zur Stimmung der Agrarakteure gegenüber Agritech. In diesem Artikel besprechen wir eine wichtige Erkenntnis unserer Forschung: die Schlüsseltechnologien, die den Agrarsektor heute transformieren und auch in naher Zukunft vielversprechend erscheinen.

Top 7 Technologien, die den Agrarsektor transformieren

Ein robustes, resilientes und hocheffizientes Landwirtschafts-Ökosystem ist das Ziel globaler Agrarunternehmen und Stakeholder. Digitale Technologien stehen an vorderster Front, um dies zu ermöglichen. Obwohl es viele unabhängige und innovative digitale Initiativen auf kleinen und großen Skalen weltweit gibt, deren Wert nicht unterschätzt werden darf, haben einige Technologien eine größere Adoption und höhere Wirkung gezeigt. Hier sind die Top 7:

• Robotik & Automatisierung
• Big Data, KI & ML
• Drohnen & Satelliten
• IoT & Sensoren
• Blockchain
• Cloud Computing
• Mobile Apps

Betrachten wir den Umfang, das Ziel und die Wirkung jeder einzelnen.

Robotik und Automatisierung in der Landwirtschaft für verbesserte Effizienz

Im vergangenen Jahr war einer der größten Auswirkungen gestörter Lieferketten und Bewegungsbeschränkungen der Arbeitskräftemangel. Bei begrenzter Verfügbarkeit von Landarbeitskräften litten die Betriebsabläufe. Betriebe, die frühzeitig Automatisierungstechnologien einsetzten, konnten diese Herausforderung schnell meistern. Ob Fernüberwachung von Pflanzen und Vieh, automatisierte Ernte oder intelligente, automatisierte Bewässerung mit IoT oder Drohnen – Robotik und Automatisierung reduzieren manuelle Eingriffe erheblich und steigern die Produktivität. Zudem können hochpräzise Roboter für präzises Aussäen und Ernten eingesetzt werden, besonders dort, wo die Erhaltung der Qualitätsklasse essenziell ist. Die Prozesse, die Robotik und Automatisierung einsetzen, verbessern die Effizienz nicht nur zeitlich, sondern auch in puncto Präzision.

Der Markt für Agrarroboter wird voraussichtlich von 7,4 Mrd. USD (2020) auf 20,6 Mrd. USD (2025) wachsen; ein CAGR von 22,8 % im Prognosezeitraum. Quelle: Markets and Markets

ST Robotics' Agricobot ist ein Beispiel, bei dem Roboter zum Spargelernte eingesetzt werden. Die Herausforderung der mühsamen Stangenarbeit und selten verfügbarer Arbeitskräfte auf kurze Frist wird durch den Einsatz des Agricobot gemeistert. Während der Roboter entlang des Spargelbeets fährt, sieht ein Bediener die Pflanzen über eine auf dem Roboter installierte Kamera und wählt den zu schneidenden Spargel aus.

Big Data, KI und ML in der Landwirtschaft für datengetriebene Entscheidungen

Da Stakeholder mehrere Technologien im Landwirtschafts-Ökosystem einsetzen – Sensoren, Engagement-Tools usw. – werden große Datenmengen erfasst. Der Nutzen dieser Daten hängt jedoch davon ab, wie effektiv sie genutzt werden, um bedeutungsvolle Erkenntnisse zu gewinnen. Hier kommen Künstliche Intelligenz und Machine Learning ins Spiel. Fortgeschrittene KI- und ML-Algorithmen können mit strukturierten sowie unstrukturierten Daten arbeiten. Diese Daten identifizieren Muster, welche Methodik oder Parameterkombination am besten funktioniert. Sie liefern auch Einblicke, die helfen, Probleme vorherzusehen, Ressourcennutzung zu optimieren und die Anzahl der zu treffenden Entscheidungen zu reduzieren. Vom Landwirt bis zum Händler wird jeder entlang der Lieferkette mit datengetriebenen Entscheidungsfähigkeiten ausgestattet.

Der Gesamtmarkt für KI in der Landwirtschaft wird voraussichtlich von geschätzten 1,0 Mrd. USD (2020) auf 4,0 Mrd. USD (2026) wachsen, bei einem CAGR von 25,5 % zwischen 2020 und 2026. Quelle: Markets and Markets

Trace Genomics, ein in Kalifornien ansässiges Unternehmen, nutzt ML, um umsetzbare Erkenntnisse zu gewinnen, indem es fortschrittliche Bodenwissenschaft, Genomik und ML kombiniert, um Landwirten Bodenanalysedienste anzubieten. Mit ihrer Lösung erhalten Landwirte Daten zu Bodengesundheit und -defekten und können rechtzeitig bessere Entscheidungen treffen, um gesündere Ernten zu produzieren.

Drohnen in der Landwirtschaft für verbesserte Effizienz und erhöhte Automatisierung

Ein Bereich, in dem die Landwirtschaft wahrscheinlich in puncto Technologieadoption führend ist im Vergleich zu anderen Branchen, ist der Einsatz von Drohnen. Während wir noch auf drohnengestützte Lieferungen im E-Commerce warten, sehen wir bereits Drohneneinsätze auf Agrarflächen für vielfältige Zwecke. Schnelle Bodengesundheits-Scans, Überwachung großer Flächen, Düngemittelausbringung, Sprühen, Erfassung von Felddaten für weitere Analysen – dies sind nur einige der vielen Anwendungen von Drohnen in der Landwirtschaft, die das Farmmanagement einfach und effizienter gemacht haben.

Der Markt für Agrardrohnen wird voraussichtlich von 1,2 Mrd. USD (2019) auf 4,8 Mrd. USD (2024) wachsen, bei einem CAGR von 31,4 %. Quelle: Global News Wire

Agremos drohnengestützte Wasserstau-Analyse half Landwirten, Bereiche auf den Feldern zu identifizieren, die von Wasserstau betroffen waren, um Ernten zu retten. Es wurden automatische Analysen der Luftbilder mithilfe von Spektraldaten durchgeführt, um Unterschiede in der Pflanzengesundheit zu erkennen. Diese Bereiche wurden dann klassifiziert und quantifiziert, und die Erkenntnisse wurden innerhalb von zwei Tagen in einem Bericht zusammen mit der analysierten Karte an den Landwirten übermittelt.

IoT und Sensoren in der Landwirtschaft zur Prozessoptimierung, Datenerfassung und strategischen Entscheidungen

Das Internet der Dinge und Sensoren haben in der Landwirtschaft eine breite Anwendung gefunden. Von intelligenter Bewässerung, bei der Sensoren den Wasserverbrauch durch Messung der Bodenfeuchte optimieren, bis hin zu Fernüberwachung von Farmen und Bereitstellung von Echtzeitinformationen – IoT hat Akteure der Agrarlieferkette durch erhöhte Kosteneffizienz, Reduzierung von Verlusten und Ermöglichung fundierterer Entscheidungen gestärkt. Auch die erwähnte Vielfalt der Datengenerierung ist auf die Fähigkeiten von IoT und Sensoren zurückzuführen, Daten zu erfassen, die später in Analysen für strategische Entscheidungen verwendet werden.

Die Marktgröße für IoT in der Landwirtschaft wurde 2017 auf 16.330 Mio. USD geschätzt und soll bis 2025 48.714 Mio. USD erreichen, bei einem CAGR von 14,7 % von 2018 bis 2025. Quelle: Allied Market Research

Davis Instruments, ein anerkannter Marktführer in der Entwicklung und Fertigung von Wetterüberwachungssystemen, wollte ein vernetztes Wetterüberwachungssystem schaffen, das Landwirten bessere und genauere Vorhersagen liefert und sie besser vorbereitet. [x]cube LABS lieferte eine landwirtszentrierte Agrar-App, die eine 7-Tage-Vorhersage bot und Landwirten ermöglichte, Sensordaten zu Wetter, Bewässerung, Wachstumszyklus und mehr einzusehen.

Cloud Computing in der Landwirtschaft für schnellen und Echtzeit-Datenzugriff von überall

Cloud Computing war eine treibende Kraft bei der Realisierung der extremen Fähigkeiten anderer Technologien. Mit Cloud Computing entfällt die Notwendigkeit, teure Hardware-Infrastruktur bereitzustellen, diese zu warten und technisch versiert zu sein, um sie zu verwalten. Tatsächlich kann die Rolle des Cloud Computing nicht übersehen werden, wenn wir über die Wichtigkeit von Echtzeitinformationen sprechen, die von überall auf der Welt verfügbar sind. Die Rechenkapazitäten der Cloud machen die Datenverarbeitung effizienter. Alle verarbeiteten Daten in Form von nutzbaren Erkenntnissen können Landwirten, Lieferanten, Händlern und allen anderen in der Agrarlieferkette unmittelbar zur Verfügung gestellt werden.

Bei [x]cube LABS halfen wir einem führenden Agri-Input-Unternehmen, indem wir eine Cloud-gestützte Mobile App für ihre Vertriebsmitarbeiter bereitstellten, die Schwierigkeiten hatten, Anfragen von Händlern innerhalb und außerhalb ihres eigenen Vertriebsgebiets zu bearbeiten. Wir lieferten eine App, die es Vertriebsmitarbeitern ermöglichte, Lagerbestände bei verschiedenen Händlern zu überwachen und Umlagerungsanfragen zu stellen, wann immer erforderlich. Die Cloud-Fähigkeit erlaubte es ihnen, Anfragen in Echtzeit zu erstellen, zu aktualisieren und den Transit zu überwachen.

Blockchain in der Landwirtschaft zur Verbesserung von Transparenz und Vertrauen entlang der Lieferkette

Blockchain, bekannt für unübertroffene Sicherheit und Transparenz, hilft, einige der größten Herausforderungen in der Agrarlieferkette zu überwinden. Dazu gehören Tracking und Tracing von Agri-Inputs und Erzeugnissen entlang der gesamten Lieferkette, Rückverfolgbarkeit der Lebensmittelherkunft sowie Sicherung riesiger Datenmengen. Agrarlieferketten leiden oft unter mangelndem Vertrauen – bedingt durch Herausforderungen wie Fälschungen, unethische Herkünfte, manipulierte Daten und mehr. Ähnlich wie in anderen Branchen löst Blockchain diese Herausforderung auch in Agrarlieferketten.

Die globale Marktgröße für Blockchain in Landwirtschaft und Lebensmittellieferkette wird auf 133 Mio. USD (2020) geschätzt; sie soll mit einem CAGR von 48,1 % auf 948 Mio. USD (2025) wachsen. Quelle: Markets and Markets

In einem unserer Blockchain-Entwicklungsprojekte für ein Agrarunternehmen bauten wir eine Plattform, die Spenden einer globalen Gemeinschaft von Bürgern ermöglichte und diese transparent und effizient an gemeinschaftsbasierte regenerative Forstprojekte verteilte. Um die beabsichtigte Transparenz und Effizienz zu gewährleisten, war die für dieses Projekt verwendete Währung blockchain-basiert und ähnelte „Green Credits“ für Finanzierungsorganisationen.

Mobile Apps in der Landwirtschaft zur Verbesserung von Koordination und Kommunikation entlang der Wertschöpfungskette

Kommunikation und Koordination waren eine der größten Herausforderungen in der Agrarlieferkette. Die neuesten Erkenntnisse, Updates und Kommunikation in Echtzeit können allen Stakeholdern in der Lieferkette über mobile Apps bereitgestellt werden. Ob für Bestandsmanagement und Bedarfsplanung oder für Landwirte, die Inputs von Lieferanten bestellen – mobile Anwendungen machen die Kommunikation zwischen Lieferkettenakteuren nahtlos und schnell, was die Gesamteffizienz verbessert. Nicht nur das: Mobile Apps werden nun auch als Wissensdatenbank für Landwirte genutzt. Viele Unternehmen, Regierungen und NGOs nutzen mobile Apps als Medium, um Landwirte über den Einsatz von Agri-Inputs, Best Practices und mehr zu schulen und dienen so als praktisches Kommunikationsmedium.

Bei [x]cube haben wir mobile Anwendungen für verschiedene Stakeholder geliefert. Wir entwickelten eine Mobile App für das Vertriebsteam-Engagement eines führenden Agri-Input-Unternehmens. Die App konzentrierte sich darauf, die Kernelemente richtig zu machen: Lead- und Kontaktmanagement, Zusammenarbeit mit Kollegen, Bereitstellung von Lern- und Trainingsinhalten, Mitarbeiter-Engagement-Mechanismen und mehr. Wir nutzten [x]cube LABS' proprietäre Engagement-Plattform Upshot.ai, um die gewünschte Adoption und Engagement zu erreichen.

Wir schufen eine weitere Lösung für Landwirte, um ihren Zugang zu Märkten und Produkten zu verbessern. Die Lösung ermöglichte On-Demand-Lieferung von Agri-Inputs für Landwirte. Ausgestattet mit modernsten digitalen Kiosks, Touchscreen, Frontkamera, Aadhar-fähigem Fingerabdruckscanner und weiteren Funktionen bot die Lösung Informationen zu Marktintelligenz, Marktpreisen, Beschaffungszentren, Wettervorhersagen und anderen Services, abgesehen von der rechtzeitigen Lieferung von Agri-Inputs an die Landwirte in ihren Dörfern innerhalb von 48 Stunden nach Bestellung.

Fazit

Die aktuelle Agrarrevolution, gekennzeichnet durch die Implementierung neuer Technologien, ist vergleichbar mit der industriellen Revolution 4.0. Die kombinierten Technologien schaffen ein Ökosystem, das nicht nur resilient und robust ist, sondern auch die Bedürfnisse einzelner Stakeholder bedient und die Wirkung schrittweise skaliert, um die gesamten Agrarziele zu erreichen. Zu beachten ist, dass für manche Probleme eine einzelne Technologie ausreichen mag, für andere jedoch eine Orchestrierung mehrerer Technologien erforderlich sein kann – wie wir sahen, wie IoT, Mobile Apps und Cloud zusammenkommen, um ein spezifisches Problem zu lösen. Auch wenn jede Technologieimplementierung ihre eigenen Herausforderungen mit sich bringt oder zunächst schwierig erscheinen mag, sind das Potenzial und die Vorteile den ersten Schritt wert, um Widerstand zu überwinden. Das Landwirtschafts-Ökosystem wandelt sich in ein digitales Ökosystem, das die Landwirtschaft unterstützt – und je früher man diese Welle der Chancen reitet, desto mehr wird man langfristig davon profitieren.