In den 1930er Jahren gab es rund 6,8 Millionen landwirtschaftliche Betriebe in den Vereinigten Staaten. Die durchschnittliche Größe lag bei rund 155 Acres. Im Laufe der nächsten Jahrzehnte sank die Zahl der landwirtschaftlichen Betriebe rapide auf rund 1,9 Millionen im Jahr 2023. Diese Betriebe wurden größer und erreichten eine durchschnittliche Fläche von rund 464 Acres.
Da sich die Landwirtschaft im Laufe der Zeit verändert hat, glauben Experten künstliche Intelligenz (KI) kann Landwirten und Produzenten dabei helfen, Lebensmittel schneller und effizienter herzustellen.
„Ich denke, es gibt viel Potenzial für die Steigerung der Produktivität auf der Ernteseite, aber auch für die Reduzierung der Menge an Ressourcen, die wir auf der Produktivitätsseite verbrauchen. Es gibt Daten, die wir tatsächlich sammeln können, um die Erträge zu steigern und die Nährstoffqualität zu verbessern.“ Aber dann gibt es auch die Möglichkeit, die Verfügbarkeit von Arbeitskräften zu reduzieren“, sagte Mason Earles, Assistenzprofessor an der UC Davis in den Abteilungen Weinbau und Önologie sowie Biologie und Agrartechnik und Forscher am AI Institute for Next Generation Lebensmittelsysteme oder AIFS.
In den 1930er Jahren gab es in den Vereinigten Staaten rund 6,8 Millionen landwirtschaftliche Betriebe. Im Jahr 2023 sank die Zahl der landwirtschaftlichen Betriebe auf rund 1,9 Millionen. (KI-Institut für Lebensmittelsysteme der nächsten Generation)
Die neuesten Daten zeigen, dass 41 % der Landwirte im Jahr 2018 einen Arbeitskräftemangel meldeten. Das ist ein Anstieg von 27 % im Vergleich zu denen, die im Jahr 2014 einen Arbeitskräftemangel meldeten. Es wird erwartet, dass sich dieser Trend fortsetzt. Das Bureau of Labor Statistics geht davon aus, dass die Zahl der Arbeitnehmer bis 2033 um 2 % zurückgehen wird, obwohl die Zahl der offenen Stellen gleich bleibt.
„Wir erreichen mehr mit weniger. Es ist nicht so, dass es keinen festen Weg gibt und die traditionelle Arbeit völlig verändert hat, es stärkt die Arbeitskraft und erhöht die Produktivität der bestehenden Arbeitnehmer“, sagte Ilias Tagkopoulos, a Informatik Professor an der UC Davis und Direktor des AIFS.
AIFS wird durch einen Zuschuss des USDA Institute of Food and Agriculture finanziert. Es ist Teil der Bemühungen des USDA, mehr Forschung zum Einsatz künstlicher Intelligenz in der Landwirtschaft durchzuführen.
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„Eines der großen Dinge, auf die ich mich besonders konzentriere, und wir arbeiten am Institut für Lebensmittelsysteme, ist die Frage: Wie kann ich in der Landwirtschaft und in den Lebensmittelsystemen in allen Bereichen Einfluss nehmen? Ob das mit der Produktion verschiedener Produkte zu tun hat.“ Gemüsesorten, Obst, Nüsse, andere Fleischsorten oder anderes Arten von Lebensmitteln„Unserer Meinung nach gibt es viel Potenzial, angefangen von der Forschungs- und Laborseite über Startups bis hin zu Unternehmensinnovationen.“ Und wir sind hier, um einen Weg zu finden, dies auf diesem Weg zu erleichtern und zu integrieren.“
Eine USDA-Studie zeigt, dass nur 27 % der Landwirte es verwenden neue Technologien wie Künstliche Intelligenz. Es wird erwartet, dass die Investitionen in der gesamten Branche von mehr als 2 Milliarden US-Dollar in diesem Jahr auf über 5 US-Dollar im Jahr 2028 steigen werden.
Eine USDA-Studie zeigt, dass nur 27 % der Landwirte neue Technologien wie künstliche Intelligenz nutzen. (KI-Institut für Lebensmittelsysteme der nächsten Generation)
„Unsere Vision ist, wie wir eine gesündere Gesellschaft und einen nachhaltigeren Planeten erreichen können. Unsere Mission ist es, KI zu nutzen, um dies zu erreichen und dieses Ziel zu erreichen“, sagte Tagkopoulos. „KI bewirkt zwei Dinge. Erstens macht sie Unternehmen produktiver. Und zweitens beschleunigt sie Innovationen. Sie beschleunigt Innovationen, indem sie sich tatsächlich auf das Wesentliche konzentriert und nicht auf das, was da draußen ist.“
Forscher untersuchen, wie KI-Hardware wie Sensoren oder Robotik vor Ort besser Daten sammeln kann.
„Eine der Stärken der KI besteht darin, dass sie riesige Datenmengen in sehr kurzer Zeit verarbeiten und eine wirklich hohe Leistung bei der Mustererkennung erzielen kann“, sagte Earles.
Die Technologie kann Landwirten bei der Entscheidung helfen, wo sie Dünger ausbringen und wann die besten Erntechancen bestehen.
KI WIRD ZUM BETRIEB DER WELTWEIT ERSTEN INDOOR-VERTIKAL-BEERENFARM EINGESETZT
„Es gibt großartige Beispiele dafür, wie man im Laufe einer Stunde Millionen von Bildern verarbeiten kann, um zu erkennen, wo es durch Unkraut, das Vorhandensein von Unkraut oder Krankheiten oder Schädlingen zu Schäden kommen könnte, und in der Lage zu sein, verschiedene Arten beider Geräte zu verwenden.“ „Entfernen Sie diese Unkräuter oder Schädlinge präzise, damit der Landwirt höhere Erträge erzielt und der Verbraucher bessere Früchte, Gemüse und andere Produkte sieht, die von diesen Feldern kommen“, sagte Earles.
Ein USDA-Projekt an der University of Arkansas befasst sich mit der Verwendung virtueller Realität zur Verarbeitung von Geflügel. Forscher werden untersuchen, ob Roboter im Feld eingesetzt werden können, während Arbeiter die Geräte virtuell steuern. Obwohl weniger Arbeitskräfte benötigt werden, sind die Kosten für die Ausrüstung hoch.
Forscher untersuchen, wie KI-Hardware wie Sensoren oder Robotik Daten im Bereich der Landwirtschaft besser sammeln kann. (KI-Institut für Lebensmittelsysteme der nächsten Generation)
„Die Frage ist, wie man diese Technologie noch kostengünstiger und noch praktischer machen kann, was immer eine Herausforderung ist“, sagte Tagkopoulos.
Auch kontrollierte Umgebungen oder Indoor-Landwirtschaft verursachen hohe Vorabkosten. Einige Studien haben jedoch gezeigt, dass aufgrund weniger wetterbedingter Herausforderungen und der Möglichkeit, das ganze Jahr über zu wachsen, höhere Ernteerträge möglich sind.
„Wir sehen, dass in Zukunft mehr Daten generiert werden, mehr Tools verfügbar werden, einfachere und viel kostengünstigere KI-Tools, um Empfehlungen dazu geben zu können, wann man bewässert, wann man Landwirtschaft betreibt und wo man verkauft. Viel mehr Zusammenarbeit.“ „Und es geht nicht um Konkurrenz, sondern darum, dass alle davon profitieren“, sagte Tagkopoulos.
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Kontrollierte Umgebungen haben in den letzten Jahren viel Geld erhalten. Das USDA hat kürzlich den Grundstein für ein Projekt an der Cornell University zur Erforschung von Trauben gelegt. Das National Grape Improvement Center wird Wissenschaftlern dabei helfen, klimaanpassungsfähige Rebsorten und Managementstrategien für Erzeuger zu untersuchen.
„Die Möglichkeit, Obst und Gemüse sowie andere Arten von Feldfrüchten anzubauen, wo sie sonst möglicherweise nicht wachsen könnten, birgt ein enormes Potenzial für die Lieferung aller Arten von Lebensmitteln, frischen Lebensmitteln und nahrhaften Lebensmitteln in städtische und/oder andere Gebiete“, sagte Earles. „KI hat das echte Potenzial, uns dabei zu helfen, zu verstehen, wie wir diese Art von Raumklima regulieren können, um die Leistung zu optimieren.“
