Vom 17.-18.02. fand in diesem Jahr die 40. Jahrestagung der Gesellschaft für Informatik in der Land-, Forst- und Ernährungswirtschaft (GIL e.V.) statt. Unter dem Thema Digitalisierung für Mensch, Umwelt und Tier diskutierten die ca. 200 Teilnehmenden über aktuelle Entwicklungen in der AgTech-Branche. In insgesamt 20 Sessions tauschten sich die Experten u.a. über Precision Crop Farming, Precision Livestock Farming, Blockchain und maschinelle Lernverfahren aus. Magility war durch unsere AgTech-Expertin Dr. Christa Hoffmann vertreten, um aktuelle Trends aufzuspüren und mitzugestalten.Besondere Aufmerksamkeit bei der diesjährigen Tagung erhielt die Vorstellung der ersten geförderten digitalen Experimentierfelder. Im Jubiläumsjahr kehrte die Tagung zurück an ihren Gründungsort, nach Freising-Weihenstephan. 

Der runde Geburtstag der GIL verleitet uns zu einem Blick in die Geschichte, sowie einem Ausblick in die Zukunft der Informatik in der Land-, Forst- und Ernährungsindustrie.

Meilensteine der Informatik bis Ende der 70er Jahre

Im Gründungsjahr der GIL, 1980, war die Informatik bereits in einem andauernden Entwicklungsprozess. Denn bereits um 1700 erfand Gottfried Wilhelm Leibniz eine der ersten Rechenmaschinen sowie den binären Code (0/1). Dies war die Grundlage für viele nachfolgende Entwicklungen: Konrad Zuse war es, der am 12. Mai 1941, mitten in Kriegswirren, die erste vollautomatisch, programmgesteuerte und frei programmierbare, in binärer Gleitpunktrechnung arbeitenden Rechenanlage (Z3). Schon in 1946, ebenfalls durch den Krieg getrieben, wurde ENIAC der Öffentlichkeit vorgestellt. Der 27 Tonnen schwere, mit 17.468 Elektronenröhren betriebene Universalcomputer konnte rund 5000 Rechenoperationen pro Sekunde bewältigen. Das war etwa 1000 Mal schneller als mechanische Rechner. Zum Vergleich: Ein Smartphone konnte im Jahr 2016 bereits in einer Sekunde über 30 Milliarden Instruktionen verarbeiten, bei einem Gewicht von nur ca. 150g. 

Ab Ende des 19. Jahrhunderts, als die Entwicklung der Verbrennungsmotoren startete, begann auf den Feldern die Motorisierung – von einer Integration von Informationstechnologien in die Arbeitsprozess war die Landwirtschaft zu diesem Zeitpunkt jedoch noch weit entfernt.

Ab Ende der 60er Jahre war es möglich weltweit zwischen Rechnern untereinander zu kommunizieren – das Internet (damals Arpanet genannt) war geboren. Die 70er Jahre waren geprägt durch die Entwicklung von Mikroprozessoren sowie die damit verbundene Konstruktion von leistungsfähigen und preisgünstigen PCs (z.B. Apple), die ab diesem Zeitpunkt der breiten Masse den Zugang zu Computern ermöglichen. Erst ab 1979 wurden erste Kleinrechner mit EDV-Programmen auch für Landwirte angeboten. Das erste Programm war ein Sauenplaner, zur Verwaltung von Sauenherden (Belegung bis Geburt). 

Informatik ab 1980 bis zur Jahrtausendwende

Im Oktober 1980 wurde die Gesellschaft für Informationsverarbeitung in der Landwirtschaft (GIL e.V.), der Vorgänger der heutigen GIL, gegründet. Damals mussten größere Rechenleistungen für wissenschaftliche Arbeiten im Bereich der landwirtschaftlichen Simulationen noch mittels Lochkarten an zentralen Großrechnern durchgeführt werden. Die zunehmende Bedeutung von Daten und die Möglichkeit daraus wertvolle Informationen zu generieren war jedoch bereits im Jahr 1980 allgegenwärtig. Denn “Information” wird neben Arbeit, Boden, Kapital und Rohstoffe als neuer Produktionsfaktor diskutiert. 

1981 kam der IBM PC 5150 auf den Markt. Die Rechneranwendung stieg daraufhin auch in der Landwirtschaft sprunghaft an. Arbeitserleichterung und Effizienzsteigerung bestimmten die Folgejahre. Begrifflichkeiten wie “BTX” und “Bildschirmtext” prägten in den 80er Jahren die Beiträge der GIL, bevor 1989 durch das world wide web eine neue, weltweite Dynamik in die Informationstechnologie Einzug erhielt. “Internet” und “Web” waren ab dem Zeitpunkt die neuen dominierenden Schlagwörter. In den Folgejahren wurden Computer immer kleiner, schneller und effizienter. 

Informatik in der AgTech ab der Jahrtausendwende bis heute

Konzentrierten sich die Themen in den Ursprungsjahren der GIL stark auf den pflanzenbaulichen Bereich, kamen sukzessive auch weitere Fachbereiche, wie die Tierproduktion und die Wirtschafts- und Gesellschaftswissenschaften hinzu. Die GIL wurde immer interdisziplinärer. Aus der ursprünglichen (Agrar-)informatik entwickelten sich neue Themenfelder und Forschungsbereiche, die die Informatik im Land-, Forst- und Ernährungsbereich ebenfalls beeinflussten. 

Precision Farming und Precision Livestock Farming, die sich mit der Automatisierung (z.B. automatische Lenkung oder Melktechnik) beschäftigen, waren führende Themen. Dadurch trat eine präzisere, nachhaltigere Bewirtschaftungsform in den Vordergrund.

Anfang der Jahrtausendwende wird das Internet of Things (IoT) geboren. In den nachfolgenden 20 Jahren steigt die Anzahl von vernetzten Geräten weltweit exponentiell an, auf heute geschätzte 50 Milliarden. Damit rücken die Themen Konnektivität und ‘smart devices’ auch in der Land-, Forst- und Ernährungswirtschaft in den Vordergrund. Das Zeitalter von “smart farming” beginnt. Smart Farming ist eine Entscheidungsunterstützung über Fusion und Analyse von Daten und Informationen. Themengebiete, die Digital Farming und Landwirtschaft 4.0 heute prägen sind hauptsächlich Cloud Computing, Big Data, Künstliche Intelligenz (KI) und Blockchain. 

Wir von magility haben die Entwicklungen der vergangenen Jahren konstant beobachtet und können abschätzen welchen Herausforderungen sich Unternehmen der AgTech in den kommenden Jahren stellen müssen

(Mega-) Trends der IT bestimmen auch die Zukunft der AgTech

Megatrends wie Urbanisierung, Neo-Ökologie oder Konnektivität, werden die Treiber globaler, zukünftiger Entwicklungen sein. Dies hat auch Auswirkungen auf die Informatik im Bereich Land-, Forst- und Ernährungswirtschaft. Drei große Trends prägen aktuell die Entwicklungen der Digitalisierung und damit auch der Informatik. 

Unter dem Dach einer nachhaltigeren Land-, Forst- und Ernährungswirtschaft sind dies:

  1. die zunehmende Sensor- und Kameratechnik
  2. die autonomen Systeme und Roboter
  3. das Massendaten Management inklusive KI im Hintergrund

In diesen Entwicklungen werden viele Vorteile für die zukünftige Interaktion zwischen Mensch, Tier und Umwelt gesehen. Drei Zukunftsvisionen skizzierten die Plenar-Redner der diesjährigen GIL-Tagung.

Bedürfnisse erkennen, Vorhersagen treffen, Artenvielfalt erhalten

Aus Sicht von Dr. Christina Umstätter (Agroscope, Schweiz) bietet die anhaltende Digitalisierung den Tierhaltern die Möglichkeit, durch die Analyse von umfangreichen Sensordaten (z.B. Aktivitätsdaten, ph-Werte), die Bedürfnisse der Tiere in Zukunft noch besser zu verstehen. Das Management kann dadurch insgesamt zielgerichteter durchgeführt werden – Krankheiten können frühzeitiger erkannt und behandelt werden, Haltungsbedingungen können besser angepasst werden.  Prof. Senthold Asseng (Cropping Systems Modellierer, Florida) stellte seine Präsentation unter die Überschrift “Future farms without farmers”. Simulationen und Modellierungen profitieren bereits heute immens von der großen Datenfülle (z.B. historische Wetterdaten, Bodendaten) und ermöglichen immer präzisere Vorhersagen und daraus abzuleitende (Anbau-) Empfehlungen. Zunehmend autonomer werdende Geräte übernehmen im Anschluss die Bewirtschaftung der Flächen. 

Wie viel Landwirt braucht der Betrieb der Zukunft also noch?

Digitalisierung bietet auch große Chancen für den Erhalt, bzw. die Rückgewinnung der Artenvielfalt auf landwirtschaftlichen Flächen. Dies zeigen die Forschungsergebnisse von Prof. Sonoko Dorothea Bellingrath-Kimura (ZALF, Müncheberg). Vor allem Precision Farming kann dazu beitragen, dass ertragsschwache, oder geografisch ungünstige Bereiche auf Ackerflächen identifiziert werden und gezielt renaturalisiert und kultiviert werden (z.B. durch Feldroboter). 

Bauernhof der Zukunft ohne Landwirte?

“Welche Aufgaben wird der Landwirt in einer digitalen Zukunft noch übernehmen müssen oder kommt der Bauernhof der Zukunft ganz ohne Landwirt aus?”  Diese Frage wurde auf der GIL Tagung viel diskutiert. 

Klar ist, die Digitalisierung bringt nicht nur Optimierung auf verschiedenen Levels mit sich, sondern auch neue Herausforderungen. Der Global Risk Report 2020 des World Economy Forum sieht z.B. Cyber Attacken unter den Top 10 der Risiken für die globale Ökonomie. 

Das gilt auch für die Land-, Forst- und Ernährungswirtschaft: Das Unternehmen selbst und mit ihm auch alle Produkte inklusive der kompletten Wertschöpfungskette muss sich gegen Cyber Angriffe schützen (Cyber Security). Dies ist schon heute gefordert und wird in Zukunft immer mehr eine der größten Herausforderungen in einer immer weiter miteinander vernetzten Welt sein. Auch die AgTech Branche nimmt deutlich Fahrt auf bei Digitalisierungsthemen und muss sich daher zunehmend bewusst werden wie sie ihre vernetzten Arbeitsgeräte und Fahrzeuge so schützen kann, dass diese keine Opfer von Cyber Attacken werden können. Bestimmte früher das Wissen um mechanische Prozesse die Industrien, so ist es heute und in Zukunft das Wissen um die Verarbeitung, Interpretation und den Schutz von Daten. 

Verpflichtende Cyber Security Management Systeme (CSMS), wie sie bereits in den kommenden zwei Jahren für die Automobilbranche verpflichtend implementiert sein müssen, gewinnen schon heute auch in der AgTech-Branche an immenser Bedeutung. 

Wir von magility begleiten dieses Thema schon seit vielen Jahren aktiv bei unseren Kunden und sind daher ein kompetenter Ansprechpartner rund um die Einführung von Cyber Security Management Systemen in Produktionsprozesse und Organisationsstrukturen. 

Wir beraten Sie hierzu gerne. Nehmen Sie gerne mit unseren ExpertenKontakt auf für einen fachlichen Austausch.

Zur Autorin: 

Christa Hoffmann, unsere magility Expertin zum Thema AgTech, ist studierte und promovierte Agraringenieurin. Seit 13 Jahren beschäftigt sie sich in unterschiedlichen Rollen mit der Digitalisierung in der Land- und Ernährungswirtschaft. Neben diversen Veröffentlichungen zu dem Thema, engagiert sie sich ehrenamtlich als Vorstand der Gesellschaft für Informatik in der Land-, Forst- und Ernährungswirtschaft (GIL) und ist Gastdozentin an der Universität Hohenheim im Fachgebiet Agrarinformatik.