19. Jahrestagung, 16.– 18. Oktober 2018, FBN Dummerstorf
1 Künstliche Intelligenz im Kuhstall?
Reiner Brunsch, Prof. Dr. habil.
Leibniz-Institut für Agrartechnik und Bioökonomie, Max-Eyth-Allee 100, 14469 Potsdam, rbrunsch@atb- potsdam.de
Digitalisierung ist ein rasanter Entwicklungsprozess, der unsere gesamte menschliche Zivilisation verändert. Dabei ist es gleichgültig ob wir uns mit dem Thema beschäftigen oder nicht – die Veränderungen finden statt!
Mit einer Hypothese möchte ich die Betrachtungen zur Digitalisierung beginnen:
„Je höher die Komplexität und Dynamik eines zu beschreibenden Phänomens ist, umso höher ist die Chance, dass Methoden von Data Science (und Künstlicher Intelligenz) zuverlässigere Erklärungsansätze liefern, als kausal-deterministische Ansätze.“
Damit sind wir direkt bei Landwirtschaft und Ernährung, denn beide Bereiche sind sehr vielfältig, hochkomplex und extrem dynamisch! Hier treffen ethische, religiöse und soziale Bedingungen mit naturwissenschaftlichen Gesetzmäßigkeiten, ökonomischen Zwängen und rechtlichen Rahmenbedingungen zusammen. Es ist nicht mehr nur eine Frage was wir essen, sondern wie die Nahrung produziert wurde.
Im Bereich der Tierhaltung hat die Digitalisierung ebenfalls die Produktionsbedingungen verändert. Automatisierte Prozesse sind im Kuhstall verbreitet anzutreffen. So gehen die Kühe selbständig zum Melkstand, wo ein Roboter die Tiere identifiziert, die Qualität der Milch (Verkehrsfähigkeit) kontrolliert und die Kuh ausmelkt – alles ohne Zutun des Menschen. Weitere Automatisierungsstufen im Kuhstall betreffen die Reinigung des Stalles und die Fütterung der Tiere. Beide Arbeitsfelder können bereits heute zuverlässig von autonom arbeitenden Maschinen bedient werden. Auf der Basis vorliegender umfangreicher Informationen über die einzelnen Tiere erfolgt die Überwachung des Fruchtbarkeitsgeschehens und der Gesundheit heute bereits in einem Großteil der deutschen Milcherzeugungsbetriebe computergestützt. Die Wissenschaft arbeitet daran auch das Wohlbefinden der Tiere automatisiert zu bestimmen und damit die Grundlage für ein gezieltes
„Wohlfühlmanagement“ zu schaffen. Welche Rolle spielt dabei Künstliche Intelligenz (KI)?
Sensoren – Informationen – Entscheidungen
Die logische Folge von sensorgestützter Datengewinnung, Datenauswertung, Bereitstellung von Informationen und Entscheidungsvorschlägen bis hin zur Entscheidung und Umsetzung in Handeln ist innerhalb der Milcherzeugungsbetriebe noch längst nicht durchgängig und schon gar nicht automatisiert. Die Überzeugung, durch mehr Information bessere Entscheidungen treffen zu können, führt zu immer mehr Datenerfassung. Bisher gibt es noch wenige Milchproduzenten, die über ein durchgängiges Datenmanagement verfügen, die alle Teilbereiche des Stallmanagements in gleicher Weise abdecken und zusammenfließen. Im ersten Block des Workshops soll ein Gedankenaustausch zu Möglichkeiten und Erwartungen geführt werden, der Bereiche identifiziert, in denen sich der Manager Weiterentwicklungen wünscht.
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Aber auch die Tierzüchtung erlebt enorme Veränderungen durch genetische Analysen im Zusammenhang mit der digitalen Verfügbarkeit von Informationen. Gibt es neue Chancen zur Verknüpfung von Leistungserfassung, Zuchtwertschätzung und Farmmanagement?
Farm Management- und Informationssysteme
Es stellt sich die Frage nach den Anforderungen an derartige Systeme, die für alle Informationsaustausche innerhalb des Betriebes und zwischen Betrieb und externen Kommunikationspartnern stattfinden. Eine Grundstruktur der Betrachtungsbereiche liefert Abbildung 1.
Abb. 1: Verknüpfungen von Farm Management- und Informationssystemen (FMIS) innerhalb und außerhalb von landwirtschaftlichen Betrieben (BRUNSCH et al. 2017)
Innerhalb des Kuhstalls sind in unterschiedlicher zeitlicher Abfolge (regelmäßig oder ereignisabhängig) zahlreiche Entscheidungen zu treffen, die die gesamte Herde, Gruppen von Tieren, Einzeltiere oder einzelne Körperteile eines Tieres betreffen können, wenn man den Tierbezug betrachtet. Geht es um die Prozessteuerung sind die Maschinen und deren Zusammenwirken im Mittelpunkt des Informationsflusses und Entscheidungsprozesses.
Ebenso real sind personengebundene Entscheidungsvorbereitungen, z.B. für Melker oder Tierarzt. Hieraus wird nochmals deutlich, dass es im Kuhstall neben klar strukturierbaren auch um eine Fülle an nutzerspezifischen und ereignisabhängigen Entscheidungsprozesse geht. Gemäß der Eingangshypothese, wären die Methoden von Data Science ein nützliches Werkzeug zur Entscheidungsunterstützung, bzw. zur Entscheidung.
Digitalisierung – Big Data – Data Science – Künstliche Intelligenz
Erschlagen uns die neuen Schlagworte? Im Rahmen des Workshops sollen Begriffsbestimmungen vorgenommen werden, die zur Beantwortung der Frage im Titel nötig erscheinen. Als zentrale Frage des zweiten Blocks des Gedankenaustausches steht: was soll
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3 ohne Zutun des Menschen mit Hilfe von KI entschieden werden? Dazu wird eine kurze Einführung in Vorteile der KI gegenüber dem menschlichen Gehirn gegeben.
Risiken und Nebenwirkungen
Keine neue Technik ist ohne Risiken und Nebenwirkungen. Mit der Digitalisierung vollzieht sich ein Wandel in der Erzeugung der Nahrung. Zu diesen Nebenwirkungen, die sich zu Risiken entwickeln können, gehört die Abgabe und Digitalisierung von Erfahrungen. Diese betriebsspezifischen Erfahrungen sind wesentliche Größe im Wettbewerb. Digitalisiert sind sie praktisch beliebig kopierbar. Gleichzeitig mit der Digitalisierung steigt auch die Gefahr der Zentralisation von Wissen und der damit verbundenen Gefahr der Monopolisierung.
Wollen Landwirte zu „Algorithmenbefolgern“ werden, denen zunehmend die eigene Urteilsfähigkeit abhandenkommt? Will die Gesellschaft das Wissen über die Erzeugung unserer Lebensgrundlage – der Nahrung – in die Hände weniger globaler Wissensmonopolisten legen? Fragen, auf die wir schnell eine Antwort finden müssen, ehe von den Großkonzernen der digitalen Welt weitere Fakten geschaffen werden, die demokratische Regelungen erschweren.
Nicht vergessen werden darf, dass sich die großen Wirtschaftsakteure der digitalen Welt neuester Erkenntnisse der Verhaltensökonomik bedienen. Der Gegenstand dieser Wissenschaftsdisziplin ist die Analyse des menschlichen Verhaltens. Mit diesem Wissen können „unsere funktionalen Schwächen“ gezielt ausgenutzt werden.
Yvonne Hofstetter gibt in ihrem Buch „Das Ende der Demokratie“ (HOFSTETTER 2016) ein Beispiel: „Die Massendatenanalyse beruhigt uns. Sie verleitet uns zu glauben, dass wir die Welt verstehen.“
Abschließend wird die Notwendigkeit einer breiten ethischen Diskussion zu den Regeln in einer digitalisierten Gesellschaft angerissen.
Literatur
Brunsch et al. 2017: Brunsch, R., Rose-Meierhöfer, S., Demba, S., Heinicke, J., Amon, T.: BENEFITS, LIMITATIONS AND EXPECTATION TO ANIMAL BASED FARM INFORMATION MANAGEMENT SYSTEMS, 1st Asian-Australasian Conference on Precision Pastures and Livestock
Farming, 16-18 October 2017, Hamilton (New Zealand)
https://zenodo.org/record/1002890#.W6O8C2fov9Q
Hofstetter 2016: Hofstetter, Yvonne: DAS ENDE DER DEMOKRATIE – Wie die künstliche Intelligenz die Politik übernimmt und uns entmündigt. ISBN: 9783570103067, C. Bertelsmann Verlag
