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Intelligente Nahrungsmittelversorgung

Technologie optimiert die Produktion, die Qualität und den Transport von Nahrungsmitteln

Die Welt braucht Nahrung. Gleichzeitig verändert sie sich schneller denn je. In einer intelligenten Welt kann jedoch jeder weiterhin essen, worauf er Lust hat.

Weltweit steigen die Lebensmittelpreise. Knappheit sorgt für Unruhen. Jedes Jahr sterben zehn Millionen Menschen an Unterernährung und damit verbundenen Krankheiten.
Nie war die weltweite Nahrungskette so empfindlich wie heute. Um sie aufrecht zu erhalten, reicht es nicht, immer mehr zu produzieren. Durch eine intelligente Nahrungsmittelversorgung können Hersteller, Verteiler, Einzelhandel und Verbraucher miteinander vernetzt werden, um die Nutzung des Vorhandenen zu optimieren.


 

Wissenschaftler gehen davon aus, dass es 140.000 verschiedene Sorten von kultiviertem Reis gibt – die genaue Zahl kennt jedoch keiner. Thailand ist der weltweit größte Exporteur von Reis, die USA der zwölftgrößte. „Heute schon Reis gegessen ?“ Traditionell begrüßt man sich in China mit dieser Wendung, um sich einen guten Tag zu wünschen.

Reis und das Grid

Reis ist für mehr als die Hälfte der Weltbevölkerung das Hauptnahrungsmittel. Laut der Food and Agriculture Organization der Vereinten Nationen deckt Reis weltweit 20 Prozent der gesamten Energieaufnahme aus Nahrungsmitteln. Was wäre, wenn wir Reis – ein Grundnahrungsmittel für die meisten Menschen auf der Welt – ertragreicher und nahrhafter machen könnten?

Zunächst müssen wir dazu die Strukturen der Proteine studieren, die Reis ausmachen. Die Computational Biology Research Group der University of Washington hat modernste Software entwickelt, die genau dies zum Ziel hat. Doch bei 30.000 bis 60.000 verschiedenen Proteinstrukturen wären einige wenige – und sogar ein Dutzend – Computer damit überfordert. Aus diesem Grund nutzen die Forscher das IBM World Community Grid.

Mit einer Verarbeitungsleistung von 167 Teraflops kann das World Community Grid die kostenlos bereitgestellte Leistung von fast einer Million einzelner PCs heranziehen. Durch dieses Grid lässt sich das Projekt in weniger als zwei Jahren abschließen – im Gegensatz zu über 200 Jahren, die dies mit konventionellen Computersystemen dauern würde.


 

Das Kakao-Gen

Wenige Dinge auf der Welt sind so fest umrissen wie ein Schokoladenriegel. Hinter einer so einfachen und leckeren Sache steckt jedoch viel Wissenschaft.

In den letzten Jahren hatte die Kakaoindustrie mit einer Reihe zerstörerischer Pilzkrankheiten zu kämpfen, durch die den Produzenten weltweit Verluste in Höhe von ca. 700 Millionen US-Dollar pro Jahr entstehen. IBM Forscher arbeiten mit dem US-amerikanischen Landwirtschaftsministerium und dem Nahrungsmittelkonzern Mars zusammen, um dieses Problem an der Wurzel zu packen. Im Rahmen dieser Kooperation wird versucht, das Genom von Kakao, dem Hauptbestandteil von Schokolade, zu sequenzieren.

Dabei soll die IBM Technologie und Kompetenz im Bereich Bioinformatik genutzt werden, um eine detaillierte Genkarte zu entwickeln. Ziel ist die Ermittlung der spezifischen genetischen Merkmale, durch die sich höhere Kakaoernten erzielen lassen und Pflanzen gezüchtet werden können, die Dürrezeiten oder Schädlingsbefall standhalten.

Doch ebenso wie Leckereien sind auch die Ergebnisse dieser Forschungsarbeit noch süßer, wenn sie mit anderen geteilt werden. Mars wird die Genomdaten kostenlos über die Public Intellectual Property Resource for Agriculture (PIPRA) zur Verfügung stellen, um agrarwirtschaftliche Innovationen zu unterstützen, die sowohl humanitären Zwecken dienen als auch in kleinerem Umfang kommerziell genutzt werden können.

70 Prozent der weltweiten Kakaoernte wird in Afrika produziert. Für jeden US-Dollar an importiertem Kakao warden ein bis zwei US-Dollar an heimischen Agrarprodukten für die Herstellung von Schokoladenprodukten eingesetzt. Das Kakao-Genom besteht aus etwa 400 Millionen Basenpaaren. Das menschilche Genom umfasst 3 Milliarden Basenpaare.

 

IBM hilft, Logistikengpässe zu bekämpfen

Ringnes, größte norwegische Brauerei und Tochtergesellschaft des Carlsberg-Konzerns, setzt eigenen Angaben zufolge Sensortechnologie von IBM ein, um ihre Logistik transparenter zu machen und für zufriedenere Einzelhändler und Endverbraucher zu sorgen.


 

Warum Schokolade für einen smarten Planeten wichtig ist.


Auch in Krisenzeiten gehört Schokolade zu den kleinen und erschwinglichen Freuden des Lebens. Aber wenn sie nächstes Mal der süßen Verführung nachgeben, sollten Sie bedenken, dass Schokolade das Endprodukt einer langen, weltweiten Versorgungskette ist, die Transport, Verarbeitung, Marketing, bedrohte Lebensräume und 6,5 Millionen Landwirte umfasst. Für viele von ihnen hat Ihre kleine Sünde schwerwiegende Folgen.

Kakao, der wichtigste Bestandteil von Schokolade, ist die Grundlage eines komplizierten Systems, das Menschen, Familien und Gemeinschaften umfasst, die mit Kakao ihren Lebensunterhalt verdienen – dieses System liefert Millionen von Menschen weltweit jährlich über 3 Millionen Tonnen Schokolade.

Kakaopflanzen sind höchst empfindlich und wachsen nur in einer begrenzten geografischen Zone in Äquatornähe. Bis an einem Kakaobaum die ersten Früchte reifen, vergehen fast fünf Jahre. Darüber hinaus fallen über ein Drittel der weltweiten Kakaoernte jährlich Pilzinfektionen, Schädlingen, Krankheiten und Trockenheit zum Opfer.

Diese Verluste in Höhe von 700 Millionen $ wirken sich sehr nachteilig auf Schwellenländer in Westafrika, Südostasien und Mittel- und Südamerika aus, wo über 90 Prozent des in der Welt verbrauchten Kakaos produziert werden.

Eine intelligente Nahrungsmittelversorgung würde den Landwirten helfen, Qualität und Menge ihrer Ernte zu verbessern und die Nachhaltigkeit für zukünftige Generationen fördern. Dies ist das Ziel eines ehrgeizigen Projekts unter Leitung von Mars, weltgrößter Schokoladehersteller, in Zusammenarbeit mit dem US-amerikanischen Landwirtschaftsministerium und IBM.

Sie arbeiten gemeinsam daran, das aus etwa 400 Millionen Basenpaaren DNA bestehende Genom von Kakao zu sequenzieren und zu analysieren. Durch die Kombination von Bioinformatik und Supercomputing können Forscher große Mengen biologischer Informationen durchsuchen, um spezifische genetische Merkmale zu ermitteln, durch die sich widerstandsfähigere Pflanzen und höhere Ernteerträge erzielen lassen, die intelligentere landwirtschaftliche Praktiken ermöglichen. Die Genomdaten werden kostenlos über die Public Intellectual Property Resource for Agriculture (PIPRA) zur Verfügung gestellt, um es Landwirten weltweit zu ermöglichen, neue Pflanzen mit erhöhter Widerstandsfähigkeit gegen Krankheiten, geringerem Wasser-, Pestizid- und Düngerbedarf anzubauen, deren Früchte über bessere Geschmackseigenschaften verfügen.

Wenn wir erst zum intelligenteren Kakaoanbau in der Lage sind, können wir diese Erkenntnisse auch auf Mais, Getreide und Sojabohnen anwenden. Denken Sie nur an „intelligenten“ Reis - Reis ist für mehr als die Hälfte der Weltbevölkerung das Hauptnahrungsmittel und deckt weltweit 20 Prozent der gesamten Energieaufnahme aus Nahrungsmitteln. (Auch daran arbeitet IBM derzeit: mit Hilfe unseres World Community Grid studieren wir die Strukturen der Proteine, die Reis ausmachen.)

Seitdem es Landwirtschaft gibt, bemühen sich Landwirte um widerstandsfähigere Pflanzen und ertragreichere Ernten. Auf einem smarten Planeten kann Intelligenz Erträge und Diversifizierung erhöhen, Kosten und mangelnde Effizienz reduzieren und für alle Beteiligten das wirtschaftliche Interesse erhöhen. Wäre das nicht schön?

Machen wir den Planeten ein bisschen smarter.


 

Smarte Nahrungsmittel für einen smarten Planeten.


Erdnussbutter. Milch. Säuglingsnahrung. Spinat. Dies sind nur einige Beispiele für Rückrufaktionen, die im letzten Jahr großes Aufsehen erregten. Allein in den USA wurden zwischen 1994 und 2007 150 Millionen Kilogramm Fleisch und Geflügel zurückgerufen. Das Interesse der Verbraucher an der Nahrung, die sie kaufen, wird zunehmend höher. Sie möchten wissen, wie die Tiere aufgezogen werden und ihre Lebensbedingungen vom Hof bis zum Tisch genau kennen. Das ist verständlich, denn schließlich werden allein in den USA 76 Millionen Fälle von Infektionen jährlich über Nahrungsmittel übertragen.

Wie kann jedoch die Transparenz von einem Ende bis zum anderen einer Lieferkette gewährleistet werden, die sich über Tausende Kilometer erstrecken und Landesgrenzen überschreiten kann, und die etwas so leicht verderbliches wie Fleisch und Geflügel schützen muss? Wie können wir in einer Welt, in der 820 Millionen Menschen unterernährt sind, Verschwendung und Verluste vermeiden - die heute zwischen Feld und Tisch ganze 50 Prozent betragen. Wie sieht intelligente Nahrungsmittelversorgung konkret aus?

Genau diese Frage möchte Matiq, eine Tochtergesellschaft des größten Nahrungsmittelproduzenten Norwegens, beantworten. Gemeinsam mit IBM entwickelt sie eine technologische Infrastruktur, um praktisch jede Hähnchenbrust, jedes Schweinekotelett, jede Lammkeule und jedes Rinderfilet verfolgen zu können, das für den norwegischen Lebensmittelmarkt produziert wird. Die Verpackungen der Produkte werden mit RFID-Chips versehen, um besser dafür zu sorgen, dass die Produkte in optimalem Zustand bleiben. Am Produktionsort wird jedes Stück Fleisch mit einer Sonde versehen, in der Daten gespeichert sind. Beim Zerlegen liefert das System den Sonden Informationen, z.B. über den Zuchtbetrieb, Alter und Gesundheitsgeschichte des Tiers. Beim Durchlaufen des Prozesses von der Produktion über die Verteilung bis hin zur Lieferung werden diese Informationen von RFID-Leseeinheiten erfasst.

Im Ergebnis verfügen die norwegischen Lebensmittelkonzerne und Supermärkte über mehr und bessere Informationen über das von ihnen verkaufte Fleisch und können die Lebensmittel an jedem Ort der Versorgungskette mit Hilfe von Software verfolgen.

Das intelligente Nahrungsmittelversorgungssystem von Matiq kann Lieferanten und Lebensmittelhändlern helfen, Kosten zu senken und die Sicherheit zu verbessern. Noch wichtiger ist aber, dass es das Vertrauen der Verbraucher in die Qualität der gekauften Lebensmittel erhöht, indem es genau darüber informiert, wo jedes einzelne Tier gelebt hat und wie es ernährt wurde. Einem Branchenspezialisten zufolge könnten bis 2015 900 Milliarden Lebensmittel weltweit mit RFID-Chips versehen sein.


 

Supermarkt

Metzger im deutschen METRO Future Store (US) tun weitaus mehr, als Fleisch zu Braten zu verarbeiten. Durch eine Lösung, die zusammen mit IBM entwickelt wurde, bringen sie jetzt auch intelligente RFID-Etiketten an ihren Produkten an. Jedes abgepackte Produkt wird identifiziert und erfasst, wenn es in die Gefriertheke gelegt wird, die komplett mit Leseeinheiten und Antennen ausgestattet ist. So kann das Etikett jedes Produkts beim Einlegen, während des Verbleibs in der Theke und beim Entnehmen durch einen Konsumenten eingelesen werden. Diese Informationen vereinfachen die Überwachung von Frischprodukten, die Kontrolle der Lagerumgebung und die Steuerung des Lagerbestands mithilfe von Echtzeit-Verkaufsdaten.