Aus diesem Grund wurde die prämierte Lösung der Call for Code Global Challenge 2020 entwickelt. Der Name der App Agrolly ist die Abkürzung für „Agricultural Ally“ (landwirtschaftlicher Verbündeter) und kann allen, die Lebensmittel anbauen, dabei helfen, ihre Arbeit agiler und datengesteuert zu gestalten. Die App basiert auf Open-Source-Software unter Nutzung von IBM Technologien und bietet kurz- und langfristige Wettervorhersagen, Informationen zum Ernterisikomanagement und eine Online-Umgebung zum Wissensaustausch und zur Vernetzung.

Das Team, das die App entwickelt hat, hatte zunächst ein einfaches Ziel: anderen zu helfen.

„Wir wussten nicht genau, was wir bauen sollten und vor welchen Herausforderungen wir stehen würden. Call for Code ist ein Wettbewerb mit mehr als 400.000 Teilnehmern, also hatten wir Angst“, sagt Manoela Morais, Mitbegründerin und Chief Executive Officer von Agrolly. „Wir wussten nur, dass wir anderen Menschen helfen wollten. Das war unser Traum.“

Die vier Mitbegründer von Agrolly, die sich beim Studium an der Pace University in New York City kennengelernt hatten, kamen aus verschiedenen Teilen der Welt. Morais stammt aus Brasilien, Ajinkya Datalkar, Chief Technology Officer, aus Indien, Chimegsaikhan [Chimka] Munkhbayar, Chief Operating Officer, aus der Mongolei und Helen Tsai, Chief Information Officer, aus Taiwan.

Inspiriert durch das Thema „Klimawandel“ des Call for Code-Wettbewerbs 2020 überlegte sich das Team eine mögliche Lösung. Munkhbayar, die als Kind ihrer Großmutter bei der Bewirtschaftung eines kleinen Grundstücks in der Provinz Sukhbaatar in der östlichen Mongolei half, erzählte von den Schwierigkeiten der Bauern in dieser Gegend. Der Rest der Gruppe berichtete von ähnlichen Szenarien in ihren Heimatländern.

In Indien zum Beispiel ist die Landwirtschaft die Haupteinnahmequelle für etwa 58 % der Bevölkerung, darunter auch Datalkars Verwandte. „In der Region Latur in Maharashtra und in anderen Teilen Indiens werden die Bauern alle paar Jahre von Dürren heimgesucht, und die Regierung liefert das Wasser auf Zügen. Viele Bauern nehmen sich daraufhin das Leben“, sagt er.

Taiwan, das als „Königreich der Früchte“ bekannt ist, erlebte im Jahr 2020 die schlimmste Dürre seit mehr als einem halben Jahrhundert. Außerdem kommen die saisonalen Regenfälle früher und später als üblich, was sich negativ auf die Baumblüte auswirkt.

In Brasilien können sich Kleinbauern oft nicht mehr wie früher auf das in der Familie weitergegebene Wissen über die Landwirtschaft oder gar auf die persönlichen Erfahrungen des letzten Jahres verlassen.

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Das Team von Agrolly fand schnell seine Berufung und beschloss, eine App für Landwirte in ihren und anderen Ländern zu entwickeln. Die Teammitglieder nutzten dann ihre individuellen Erfahrungen, um das Projekt erfolgreich umzusetzen.

Munkhbayar, die mit einem Fulbright-Stipendium einen MBA in Unternehmertum an PACE erworben hat, übernahm das Ruder bei der strategischen Geschäftsentwicklung. Über die sozialen Medien nahm sie Kontakt zu mehreren Landwirten und anderen Agrarexperten in der östlichen Mongolei auf, sodass das Team besser verstehen konnte, welche Bedürfnisse sie haben.

Das Team fand heraus, dass die Landwirte nur Zugang zu kurzfristigen regionalen Wettervorhersagen hatten, und dann auch nur in Dokument- und PDF-Formaten auf wissenschaftlichen Websites. Die Landwirte benötigten jährliche Vorhersagen und mehrjährige Trends, die speziell auf ihre Betriebe zugeschnitten waren. Außerdem benötigten sie einfach zu lesende Wetterdaten, die sie schnell auf ihre mobilen Geräte herunterladen konnten, z. B. während der Arbeit auf dem Feld.

Diese und andere Erkenntnisse halfen dem Team von Agrolly dabei, die Kernfunktionen und technischen Anforderungen der App zu skizzieren, einschließlich der Unterstützung älterer Mobiltelefone, verschiedener Sprachen und Bild-Uploads.

Als Nächstes musste das Team an der Entwicklung der App arbeiten. Datalkar, der gerade seinen Abschluss in Informatik und Softwareentwicklung gemacht hatte, entwarf die Lösungsarchitektur und programmierte den Code.

„Wir waren rund um die Uhr im Einsatz. Irgendwann habe ich so viel programmiert, dass wir zwei große Updates an einem Tag gemacht haben“, erklärt er.

Morais, die Chemieingenieurin mit Erfahrung im Risikomanagement in der Landwirtschaft ist, war für die Datenanalyse und das Projektmanagement zuständig. Sie half dem Team, agile Methoden anzuwenden, um die Arbeit zu beschleunigen.

„Wir hatten eine Prioritätenliste und trafen uns jeden Tag, um die Aufgaben zu verteilen. Jeder von uns war für eine Aufgabe zuständig, und wenn jemand auf ein Problem stieß, waren wir alle da, um einander zu helfen. Eine sehr straffe Planung hat dazu beigetragen, dieses Projekt zu verwirklichen“, sagt sie.

Datalkar stimmt zu. „Das war agile Methodik im großen Stil“, sagt er. „Wenn ich auf ein Problem stieß, z. B. mit dem Design, rief ich einfach das Team an, schickte ihm Screenshots und sagte: ‚Schaut es euch an und sagt mir, was ihr davon haltet.’“

Tsai hat Erfahrungen im Finanzwesen und schließt derzeit ein Studium der Computerwissenschaften ab. Sie half dabei, die Informationen in der App auf eine visuell intuitive Art und Weise zu präsentieren, sodass die Benutzer schnell die Erkenntnisse gewinnen konnten, die sie für fundierte Entscheidungen benötigten.

Das Team arbeitete kontinuierlich und nutzte die IBM Ressourcen, die den Call for Code-Teilnehmern zur Verfügung gestellt wurden, darunter ein IBM Cloud-Kontoguthaben, IBM Watson und andere Starterkits, ein spezieller Call for Code-Slack-Workspace, der von Mentoren betreut wurde, und eine Bibliothek mit technischen Inhalten.

„Die Online-Produktdokumentation von IBM ist gut gemacht“, sagt Datalkar. „Wir haben damit viel Zeit gespart. Außerdem waren die Mentoren auf Slack immer verfügbar, um unsere Fragen zu beantworten.“

Sie haben ihr MVP in 25 Tagen entwickelt und auf den Markt gebracht. „Es war anstrengend, denn Manuela, Chimka und ich haben am 16. Mai unseren Abschluss gemacht. Am 28. Mai begannen wir dann alle mit der Arbeit an der Lösung und hatten das MVP am 26. Juni fertig. Es wurde sofort auf den [Google Play App Store] Marktplatz gestellt, wo es jeder auf der Welt kostenlos herunterladen kann“, sagt Datalkar.

Sie haben ihr Ziel erreicht, obwohl sie während der COVID-19-Lockdowns und über große Entfernungen hinweg gearbeitet haben. Zu Beginn des Projekts waren alle vier Teammitglieder noch in New York City, aber kurz darauf reiste Tsai nach Taiwan und Munkhbayar in die Mongolei.

Laut Tsai war Flexibilität der Schlüssel. Sie erinnert sich, dass sie manchmal die Zeitverschiebung vergaß und den anderen eine SMS schickte, wenn normalerweise bei ihnen Schlafenszeit war.

„Bei ihnen war es zwei oder drei Uhr morgens und sie reagierten trotzdem und waren hilfsbereit. Ich sagte: ‚Oh, Entschuldigung, ihr seid noch wach?’ Den ganzen Monat über gab es keinen Schlaf“, lacht sie.

Die Agrolly-App kann Kleinbauern die Informationen bereitstellen, die sie benötigen, um die Ernteproduktion effektiv zu planen und die durch unvorhersehbare klimatische Bedingungen verursachten Risiken zu minimieren.

Zunächst bietet das Wettermodul eine Reihe von Vorhersagen für das Dorf und die Provinz des Benutzers. Die App zeigt stündliche und wöchentliche Vorhersagen an, indem sie sich mit Technologien von The Weather Company verbindet. Die Suche nach einem erschwinglichen Weg, um langfristige Wetterdaten zu liefern, erwies sich als größere Herausforderung. Das Team sprach mit Agronomen und Data Scientists und recherchierte intensiv nach relevanten Datensätzen. Schließlich beschlossen sie, einen eigenen Algorithmus zu schreiben und historische Daten über fünf Jahre aus der NASA-Datenbank für globale Niederschlagsmessungen zu nutzen, um langfristige Vorhersagen zu treffen.

Das zweite Modul ermöglicht es Kleinbauern, automatische Risikobewertungen vorzunehmen, was eine erstmalige Innovation in der Branche darstellt. Es kombiniert die langfristigen Wettervorhersagen von Agrolly mit dem von der Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation der Vereinten Nationen (Food and Agriculture Organization, FAO) veröffentlichten Wasserbedarf der Pflanzen, der je nach Standort, Art der Pflanze und Wachstumsstadium unterschiedlich ist. Das Ernterisikomodell von Agrolly liefert dann Erkenntnisse, die den Landwirten helfen zu entscheiden, was und wann sie anbauen sollen. Die Landwirte können die Ergebnisse auch nutzen, um sich für Darlehen und Kredite von lokalen Finanzinstituten zu qualifizieren.

„Wenn ein Landwirt auf unsere App zugreift und eine Kulturart auswählt, werden das Pflanzdatum und der Standort aufgezeichnet. Die App berechnet dann alle standortspezifischen Risiken in Bezug auf das Klima, wie Temperatur und Wasserbedarf, für diese spezifische Kultur über den Zeitraum der Anpflanzung“, sagt Morais. „Mit diesen Informationen kann der Landwirt bessere Anbauentscheidungen treffen, z. B. die beste Anbauform entsprechend den Risikofaktoren auswählen oder die notwendigen Ressourcen für die Bewältigung dieser Risiken vorausplanen – und damit eine bessere Produktivität erzielen.“

Das dritte Modul ist ein Online-Forum, in dem Landwirte ganz einfach mit anderen Landwirten interagieren können, um zu erfahren, was sie anbauen und um landwirtschaftliche Tipps auszutauschen, entweder per SMS oder durch Hochladen von Bildern. Diese Möglichkeit wird in Ländern wie der Mongolei sehr geschätzt, wo junge Landwirte, die mit der Landwirtschaft beginnen, von erfahrenen Älteren lernen können. Das Team plant auch die Einführung eines Moduls „Fragen Sie einen Experten“, mit dem sich die Landwirte direkt an Spezialisten für landwirtschaftliche Beratung wenden und auf Materialien mit Best Practices zugreifen können.

Anfangs hatte das Team keinen Zugang zu einer Server- oder Cloud-Infrastruktur, um statistische Regressionen für seine Algorithmen auszuführen und zu speichern. Nach weiteren Recherchen fand Datalkar heraus, dass das Team die Lösung mit der IBM Cloud Kubernetes Service-Plattform aufbauen und Regressionen mit der Modellautomatisierungslösung IBM Watson Studio ausführen konnte. Die Ergebnisse konnten dann auf der IBM Cloud Object Storage-Plattform gespeichert werden, bevor sie auf dem Agrolly-Server zwischengespeichert werden. Die Agrolly-App nutzt auch die IBM watsonx Assistant-Lösung, die den Benutzern hilft, App-Tools zu finden und ihre To-do-Listen zu verwalten. Das Team wird sie auch nutzen, um die Funktion „Fragen Sie einen Experten“ zu erstellen.

Die harte Arbeit des Teams hat sich bezahlt gemacht. Der im Oktober angekündigte Hauptpreis der Call for Code Global Challenge 2020 (Link befindet sich außerhalb von ibm.com) ging an die Agrolly-Lösung. Als Gewinner erhielt das Agrolly-Team einen Zuschuss in Höhe von 200.000 USD, Tools zum Testen und Entwickeln der Plattform sowie laufende Unterstützung durch das IBM Service Corps, andere technische Experten und die Linux Foundation.

Seitdem hat das Agrolly-Team sein eigenes Unternehmen gegründet und wächst stetig weiter. „Der Gewinn des Wettbewerbs war für Agrolly eine wichtige Etappe, denn das gab uns eine echte Chance, ein Unternehmen zu gründen“, erklärt Morais. „Wir haben es mit der Hilfe von IBM geschafft, die uns viele Leute zur Verfügung gestellt haben, um uns zu coachen und zu unterstützen. Auch die Publicity rund um den Preis hat dazu beigetragen, uns in der Branche bekannter zu machen.“

In Zusammenarbeit mit der Linux Foundation wird Agrolly schließlich Menschen auf der ganzen Welt die Möglichkeit geben, die App zu verbessern. „Ich baue eine Schnittstelle und Funktionen auf, über die Entwickler und andere Personen selbst etwas beitragen können“, sagt Tsai. „Sogar Landwirte werden in der Lage sein, Dinge wie ihr Wissen über Pflanzen und die Herausforderungen, mit denen sie konfrontiert sind, zu teilen.“

Das Team hat aus den ersten Rückmeldungen der Nutzer gelernt, dass die landwirtschaftlichen Fortschritte, die wichtigsten Nutzpflanzen und die Wetterbedingungen von Land zu Land unterschiedlich sind, sodass die globale App für die Mongolei, Brasilien und Indien lokalisiert werden musste. Tsai ist auch federführend bei der Zusammenarbeit mit IBM, um eine webbasierte Schnittstelle für die Nutzung in Taiwan zu entwickeln. Die neue Schnittstelle soll Anfang 2022 auf den Markt kommen und wird es Agrolly ermöglichen, die Effektivität der webbasierten gegenüber der mobilen Bereitstellung von Lösungen zu testen.

Nachdem das Team lokalisierte Apps in der Mongolei, in Brasilien und in Indien getestet hat, bringt es nun für jedes Land eine eigene App auf den Markt, die auf App-Marktplätzen kostenlos heruntergeladen werden kann. Trotz der zunehmenden Nutzung von Smartphones in den asiatischen Schwellenländern ist die Agrolly-Lösung die erste landwirtschaftliche App, die in der Mongolei verfügbar ist. Zur Förderung der Akzeptanz der App bei den lokalen Landwirten in den östlichen Provinzen arbeitet Munkhbayar mit regionalen Landwirtschaftsexperten zusammen, um Gruppen- und Inhouse-Schulungen anzubieten, Feldforschung zu betreiben und auf das Feedback der Nutzer zu reagieren.

In Brasilien arbeitet Morais daran, Beziehungen zu Universitäten und Regierungsbehörden aufzubauen, die bereit sind, bei der Einführung der App in ihren Regionen zu helfen. Diese Organisationen können die Hindernisse, die der Einführung der App bei den Landwirten in ihren Gemeinden im Wege stehen, leichter erkennen und beseitigen, z. B. mangelnde digitale Kenntnisse und Internetzugang.

Außerdem testet und verbessert das Team von Agrolly kontinuierlich das langfristige Wettervorhersagemodell. Datalkar stellt die Lösung außerdem auf eine neue Architektur um, die vollständig auf der IBM Cloud basiert, wodurch Agrolly die App je nach Nutzung kostengünstig skalieren kann.

Weitere geplante Verbesserungen werden es Finanzinstituten ermöglichen, die Kreditwürdigkeit von Landwirten zu berechnen und die Kreditvergabe zu erleichtern. Die Landwirte werden die App auch nutzen können, um papierbasierte Aufzeichnungen in die App zu übertragen, z. B. für den Anbau und den Verkauf von Pflanzen und für den Pflanzenschutz.

Landwirte, die die App nutzen, können derzeit für mehr als 50 Kulturpflanzen Risikoanalysen nach Standort und Wachstumsstadium durchführen, und Agrolly fügt laufend Informationen über weitere Kulturpflanzen hinzu. Mehr als 1.600 Personen haben die Apps bisher heruntergeladen, darunter 500 Personen, die die globale App nutzen, 1.000 Personen, die die für die Mongolei lokalisierte App nutzen, und 100 Personen, die die für Indien lokalisierte App nutzen.

Die Landwirte berichten, dass sie mit längerfristigen Wettervorhersagen und zuverlässigen Risikobewertungen fundiertere Entscheidungen über die Bewässerung ihrer Felder und andere Aspekte der Ressourcennutzung treffen können. Außerdem können sie leichter mit Banken zusammenarbeiten, um Kredite zu erhalten.

Darüber hinaus schätzen es die Landwirte, dass sie sich auf ihren Feldern mit Agronomen beraten und neue Nutzpflanzen und landwirtschaftliche Praktiken prüfen können, indem sie beispielsweise Fotos ansehen. Einige Landwirte wollen das Forum der App auch nutzen, um sich zu landwirtschaftlichen Genossenschaften zusammenzuschließen, die auf dem Markt besser konkurrieren können.

Die App ist zwar lokal relevant, kann aber auch weitreichendere Effekte haben. Produktive Erträge ermöglichen es den Landwirten nicht nur, ihre Familien besser zu versorgen, sondern tragen auch zum nationalen Wirtschaftswachstum und zur Ernährungssicherheit bei. Auf globaler Ebene ist die Unterstützung von Kleinbauern bei der Bewältigung des Klimawandels von entscheidender Bedeutung für die Verwirklichung mehrerer UN-Ziele für nachhaltige Entwicklung, darunter Klimaschutz sowie Vermeidung von Armut und Hunger.

„Wir wollen die Landwirtschaft nachhaltiger gestalten, damit die Landwirte das Wasser, den Boden und andere natürliche Ressourcen ihres Landes effektiver nutzen können“, erklärt Munkhbayar.

Das Team fühlt sich geehrt, den Wettbewerb gewonnen zu haben, und arbeitet weiter hart daran, den Landwirten zu helfen, ihr eigenes Schicksal besser in die Hand zu nehmen. „Besonders freue ich mich über die Dankbarkeit der Landwirte, wenn sie wertvolle Hinweise erhalten, wie sie ihre Zukunft verbessern und ihre Risiken proaktiv verringern können“, sagt Morais.

Agrolly mit Sitz in New York City (Link befindet sich außerhalb von ibm.com) bietet eine App zur Unterstützung der Landwirtschaft, die Landwirten weltweit Einblicke in die Wetter-, Wasser- und Bodenbedingungen bietet, die für produktive Ernteerträge erforderlich sind. Agrolly hat es sich zum Ziel gesetzt, Informationslücken zu schließen, damit Landwirte, denen weniger Ressourcen zur Verfügung stehen, fundiertere Entscheidungen treffen, die notwendigen Finanzmittel erhalten und ihre wirtschaftlichen Ergebnisse verbessern können.