Die Methodik bewertet das Potenzial digitaler Technologien in der Landwirtschaft.

Die digitale Landwirtschaft entwickelt sich rasant weiter – dank Sensoren, Drohnen und künstlicher Intelligenz – und verspricht fundiertere Entscheidungen. Allerdings werden diese Technologien nicht immer flächendeckend eingesetzt. Manche erfüllen beispielsweise nicht die dringendsten Bedürfnisse der Erzeuger oder verfügen nicht über eine ausreichende digitale Infrastruktur. Forschende von Embrapa und Unicamp, die am Projekt des Zentrums für Wissenschaft und Entwicklung in der digitalen Landwirtschaft (Semear Digital) beteiligt sind, haben eine Methodik entwickelt, mit der sich digitale Technologien in der Entwicklung bewerten lassen. Ziel ist es, vorherzusagen, ob die Voraussetzungen für eine erfolgreiche Anwendung im jeweiligen landwirtschaftlichen Kontext gegeben sind (doi.org/10.1016/j.atech.2026.102359).

„Es handelt sich um ein Instrument zur Entscheidungsfindung, sei es für Landwirte, Entwickler von Agrartechnologien oder Investoren. Anhand einer Machbarkeitsbewertung können Landwirte und Berater beurteilen, ob die Technologie für ihren Betrieb tatsächlich nützlich ist. Diese Bewertung kann auch bei der Beurteilung von Investitionen – ob privat oder öffentlich – sowie im Entwicklungsprozess dieser Technologien im Labor hilfreich sein“, erklärt Luciana Romani, Forscherin bei Embrapa Digital Agriculture und Koordinatorin für Partnerschaften im Semear Digital Center.

Die Methodik vergleicht die Anforderungen einer Technologie, sei es Software oder Hardware, mit den Eigenschaften des Betriebs und seinem geografischen Kontext, der Verfügbarkeit der bestehenden digitalen Infrastruktur, dem Profil des ländlichen Erzeugers und dessen Kompetenzen im Umgang mit der vorgeschlagenen Technologie sowie der wirtschaftlichen Machbarkeit. „Die Idee war genau, diesem Bedarf gerecht zu werden und herauszufinden, ob sich die digitale Technologie in einem spezifischen landwirtschaftlichen Kontext anwenden lässt“, betont Thais Dibbern, Professorin an der FCA/Unicamp und wissenschaftliche Mitarbeiterin bei Semear Digital.

Lernschritte

Die Arbeit gliederte sich in fünf methodische Schritte. Zunächst wurden 814 wissenschaftliche Publikationen zur Einführung digitaler Technologien mittels einer bibliometrischen Analyse ausgewertet, von denen 20 Fallstudien genauer untersucht wurden. Anschließend erfassten die Forschenden zehn Indizes und Indikatoren, die bereits von nationalen und internationalen Institutionen wie dem Agrardigitalisierungsindex der Weltbank und Embrapas Ambitec-Agro verwendet werden. Diese Erfassung diente sowohl der Identifizierung relevanter Variablen für die entwickelte Methodik als auch dem Nachweis ihrer Neuartigkeit. „Diese vergleichende Analyse zeigte, dass es bisher keine vergleichbare Methodik gab“, so Thais Dibbern.

Zu den Besonderheiten dieses Instruments im Vergleich zu anderen Indizes gehört die Berücksichtigung von Variablen, die bei herkömmlichen Bewertungen oft unberücksichtigt bleiben, wie etwa die Topografie, die Entstehung umweltschädlicher Abfälle, der erhöhte Wasserverbrauch und sogar rechtliche Aspekte. „Beispielsweise beeinflusst der Landbesitz letztendlich, ob ein Produzent digitale Technologien einführen möchte oder nicht. Es geht nicht nur um die Kosten und das Verständnis der Funktionsweise, sondern auch um das Vertrauen, das in dieses Instrument gesetzt wird“, erklärt der Forscher.

Zusätzlich zu diesen Indizes und Indikatoren analysierten die Forscher auch die Fachliteratur zu Hindernissen und Faktoren bei der Einführung von Technologien in diesem Bereich. „Auf Grundlage der untersuchten Hindernisse und Variablen der Indikatoren haben wir dieses neue Instrument zur Bewertung digitaler Technologien entwickelt“, erklärt Dibbern. „Anschließend starteten wir die Validierungsphase mit Experten aus verschiedenen Bereichen und führten anschließend den Machbarkeitsnachweis mit zwei realen Technologien durch.“

Das Bewertungsinstrument wurde 22 Experten aus den Bereichen Agronomie, Ingenieurwesen, Informatik und Statistik zur Validierung vorgelegt. Sie halfen bei der Gewichtung und der Erstellung der endgültigen Bewertungsskala von 1 bis 5. „Sie haben maßgeblich zu diesem Gewichtungsprozess beigetragen. Aus diesem Austausch entwickelten wir die Formeln und unsere Skala“, berichtet der Forscher.

Der Machbarkeitsnachweis testete die Methodik anhand zweier kontrastierender Technologien aus dem Embrapa-Ökosystem: der Software Aquicultura Certa für das Management von Fischzuchtbetrieben und eines Hardwaregeräts, das an einem Erntesack befestigt wird, automatisch die Anzahl der geernteten Früchte zählt und die ertragreichsten Bäume identifiziert. Die Ergebnisse zeigten deutliche Unterschiede.

Im Fall von Aquicultura Certa unterschieden sich die Bewertungen der beiden analysierten Profile. Für die Technologieentwickler wurde die Machbarkeit mit einer Punktzahl von 3 als moderat eingestuft. Für potenzielle Anwender (Produzenten, die das System testeten) stieg die Punktzahl auf 4. Laut Artikel deutet der Unterschied nicht auf einen Messfehler hin, sondern vielmehr auf eine hilfreiche Diagnose: Der Entwickler sieht, angesichts aller möglichen Objekte, einschließlich solcher mit unzureichender Infrastruktur, Hürden, die der tatsächliche Nutzer, der bereits an einem Ort mit Strom- und Internetanschluss ansässig ist, als überwunden ansieht. „Vielleicht erfasst der Entwickler weder die Transformation, die die Technologie bewirkt, noch die Auswirkungen auf das Leben der Produzenten. Er hat sich nicht vorstellen können, dass sie in der Praxis so große Auswirkungen haben würde, und das Ergebnis war sehr positiv“, bemerkt Thais Dibbern.

Die Hardware zur Fruchtzählung erhielt in beiden Zielgruppen – Entwickler und Anwender – die Note 4. Da sie nur wenige Infrastrukturvoraussetzungen benötigt und autonom per Bluetooth kommuniziert, wurde die hohe Praxistauglichkeit der Technologie allgemein anerkannt. „Die Ergebnisse zeigen, dass das vorgeschlagene Modell in beiden Zielgruppen konsistent und zuverlässig ist“, so das Fazit der Forscher.

Anwendung: von der Forschung über Innovation bis hin zur öffentlichen Politik

Aktuell wird die Methodik in einer Tabellenkalkulation umgesetzt. Ziel ist es, sie in eine allgemein zugängliche digitale Anwendung oder Plattform umzuwandeln. Um dies zu erreichen, ist eine zweite Validierungsrunde geplant. Denn am Ende des ersten Zyklus stellte das Team fest, dass neue Probleme aufgetreten waren, die integriert und getestet werden müssen, beispielsweise die Benutzerfreundlichkeit der Technologie und die Auswirkungen auf das Tierwohl. „Wir müssen eine erneute Validierung durchführen, um sicherzustellen, dass die Technologieauswahl immer präziser ist, keine unnötigen Kosten entstehen und die Entwickler ein genaueres Verständnis ihrer Zielgruppe gewinnen“, so Thais Dibbern.

Über die direkte Anwendung im praktischen Bereich hinaus sehen Forscher Potenzial darin, die Technologieentwicklung in Startups und die Formulierung öffentlicher Richtlinien zu beeinflussen. „Bei Startups dient es als Katalysator für einen Richtungswechsel oder eine Neuausrichtung, wenn man diese Bewertung gleich zu Beginn der Ideenfindungsphase des Projektvorschlags anwendet“, erklärt Luciana Romani. „Dies ist besonders hilfreich, wenn man die Zielgruppe noch nicht genau kennt und sich in der Phase befindet, in der man die Anwendungsmöglichkeiten der neuen Technologie erkundet.“

Im Hinblick auf die öffentliche Politik liegt die Logik darin, dass die Regierung durch die systematische Erfassung von Adoptionshemmnissen wie Konnektivitätsinfrastruktur, Schulungsbedarf und technischer Unterstützung Investitionen gezielter lenken kann. „Mich interessiert vor allem die Umsetzung dieses Technologieeinführungsprozesses in die öffentliche Politik, insbesondere in solche, die mit staatlicher Förderung verbunden sind, unter Berücksichtigung dieser Hemmnisse“, so Thais Dibbern abschließend.