Was ist künstliche Intelligenz?

Künstliche Intelligenz ist ein Teilgebiet der Informatik. Sie bildet menschliche Intelligenz in Maschinen nach oder modelliert diese. Zudem ist sie ein Verfahren, um Maschinen dazu zu bringen, intelligent zu denken.

KI wird durch die Untersuchung menschlichen Verhaltens und menschlicher Denkprozesse entwickelt. Dabei wird beobachtet, wie Menschen lernen, Entscheidungen treffen und bei der Problemlösung zusammenarbeiten. Die Ergebnisse dieser zahlreichen Untersuchungen dienen als Grundlage. Sie werden anschließend für die Entwicklung entsprechender intelligenter Software und Systeme genutzt.

Künstliche Intelligenz in der Lebensmittelindustrie

Künstliche Intelligenz wird in Zukunft eine entscheidende Rolle bei der Lebensmittelproduktion spielen. Unternehmen der Lebensmittel- und Getränkeindustrie setzen verstärkt auf diese Technologie. Ziel ist es, die betriebliche und logistische Effizienz zu steigern und den Kundenanforderungen gerecht zu werden. Um weiterhin eine enge Bindung zu ihrer Zielgruppe zu pflegen, setzen die führenden Akteure der Branche auf Künstliche Intelligenz.

Künstliche Intelligenz und Technologien des maschinellen Lernens bieten zahlreichen Branchen vielfältige Chancen. KI hilft dabei, Prozesse zu optimieren und zu automatisieren, Kosten zu senken sowie menschliche Fehler zu vermeiden. Restaurants, Bars, Cafés und Lebensmittelhersteller können von KI und maschinellem Lernen profitieren; diese Bereiche bieten zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten für KI in der Lebensmittelindustrie.

Anwendungen der künstlichen Intelligenz in der Lebensmittelindustrie

Die Lebensmittelverarbeitung ist ein anspruchsvoller Industriezweig. Dazu gehören das Sortieren von Lebensmitteln oder Rohstoffen aus der Landwirtschaft sowie die Wartung von Maschinen und diversen Ausrüstungsgegenständen. Wenn das Endprodukt schließlich versandbereit ist, wird es einer Qualitätsprüfung unterzogen, um festzustellen, ob es für den Versand freigegeben werden kann. In vielen Betrieben der Lebensmittelverarbeitung automatisiert jedoch künstliche Intelligenz diesen Prozess.

Im Folgenden sind die fünf wichtigsten Anwendungen der künstlichen Intelligenz aufgeführt. Diese wirken sich unmittelbar auf Unternehmen der Lebensmittelverarbeitung aus. Die Verfahren unterstützen die Unternehmen dabei, Umsätze zu erzielen und das Kundenerlebnis zu verbessern.

Sortieren von Paketen und Produkten

Die Sortierung der Rohware ist die erste operative Herausforderung, mit der sich lebensmittelverarbeitende Unternehmen konfrontiert sehen. Jede Kartoffel, jede Tomate, jede Orange und jeder Apfel ist einzigartig, was eine sorgfältige Sortierung erforderlich macht. Um wettbewerbsfähig zu bleiben, müssen lebensmittelverarbeitende Unternehmen ein bestimmtes Qualitätsniveau gewährleisten. Ohne Automatisierung durch KI und andere neue Technologien wie das IoT ist dieser Prozess mit einem hohen manuellen Aufwand verbunden.

Nach Angaben von TOMRA wurden bis zum Ende des 20. Jahrhunderts 90 % der Lebensmittel von Menschen sortiert. TOMRA ist ein bedeutender Anbieter von Softwarelösungen für Sortier- und Sammelsysteme mit Sitz in Norwegen. Das Unternehmen setzt Röntgen-, Nahinfrarot- (NIR-) Spektroskopie-, Laser- und Kameratechnologien ein und kombiniert diese mit einem einzigartigen Algorithmus für maschinelles Lernen. Dieser Algorithmus analysiert für den Sortiervorgang zahlreiche Merkmale von Obst und Gemüse. Er unterscheidet sich damit von herkömmlichen Sortierrobotern für Lebensmittel, die lediglich Früchte und Gemüse minderer Qualität von einwandfreier Ware trennen.

Das japanische Lebensmittelunternehmen Kewpie Corporation hat eine KI-gestützte Maschine entwickelt, die Unregelmäßigkeiten bei landwirtschaftlichen Erzeugnissen erkennt. Unternehmen wie TORMA und Kewpie unterstützen die Lebensmittelverarbeitungsindustrie und tragen so dazu bei, sowohl die Umsätze zu steigern als auch die Erträge zu verbessern.

Einhaltung der Lebensmittelsicherheitsvorschriften

In der Lebensmittelverarbeitungsindustrie ist Sicherheit ein zentrales Thema. Selbst kleinste Verunreinigungen in Lebensmitteln können tödliche Folgen haben. Betriebe setzen zunehmend KI-gestützte Kameras ein, um zu überprüfen, ob Mitarbeiter die vorgeschriebene Schutzkleidung tragen. Dies stellt jedoch eine groß angelegte Ausweitung eines Verfahrens dar, das die Gesundheitsbehörde von Shanghai bereits in dortigen Restaurants eingeführt hat. Die Behörde hat in mehr als 200 Gastronomiebetrieben KI-gestützte Kameras installiert und plant nun in Zusammenarbeit mit Remark Holdings eine Ausweitung auf über 2.000 Standorte.

KI-gestützte Kameras unterstützen das Restaurantmanagement dabei, die Mitarbeiter im Blick zu behalten. So lässt sich überprüfen, ob diese gemäß den Lebensmittelsicherheitsvorschriften geeignete Schutzkleidung tragen. Zudem helfen die Kameras dabei, jegliche Form von Fehlverhalten in Echtzeit zu erkennen.

Aufrechterhaltung der Sauberkeit

Sauberkeit ist in lebensmittelverarbeitenden Betrieben ein wesentliches Thema. Viele Unternehmen behaupten, sauber zu arbeiten, da ihre Prozesse automatisiert und frei von menschlichen Eingriffen sind. Doch was geschieht, wenn Maschinen und Anlagen kontaminiert werden? Auch das Bewusstsein der Kunden hat sich gewandelt; sie wissen, dass ein automatisierter Prozess nicht zwangsläufig bedeutet, dass das Produkt sicher für den Verzehr ist.

Die University of Nottingham hat festgestellt, dass die Reinigung von Anlagen mehr als 30 % des Energie- und Wasserverbrauchs eines Lebensmittelverarbeitungsbetriebs ausmacht. Schätzungen zufolge kann das KI-basierte Sensorsystem jährlich fast 133 Millionen US-Dollar einsparen. Zudem wird die Reinigungszeit um 50 % verkürzt und der Strom- sowie Wasserverbrauch gesenkt.

Herkömmlichen Reinigungssystemen fehlte es an Sensoren. Dies führte dazu, dass Lebensmittelrückstände in den Behältern der Anlagen verblieben. Während das alte System winzige Lebensmittelpartikel nicht entfernen konnte, ist das neue, selbstoptimierende Reinigungssystem dazu in der Lage. Es liefert Daten an den Algorithmus für maschinelles Lernen. Hierfür nutzt es optische Fluoreszenzbildgebung sowie Ultraschallsensorik. Dies unterstützt zudem die Überwachung von mikrobiologischen Rückständen und Lebensmittelpartikeln in der Anlage.

Produktentwicklung

Die Lebensmittelindustrie zeichnet sich dadurch aus, dass ein einzelnes Unternehmen eine breite Palette an Produkten herstellen kann. Coca-Cola hat beispielsweise mehr als 500 Marken erworben und bietet seinen Kunden über 3.500 verschiedene Getränke an. Es stellt sich jedoch die Frage, wie der Konzern entscheidet, welche Geschmacksrichtung als Nächstes produziert werden soll. Vor dem Einsatz von KI führte das Unternehmen Umfragen und Werbemaßnahmen durch, um die Vorlieben der Verbraucher zu ermitteln.

Coca-Cola betreibt derzeit eine Reihe von Selbstbedienungs-Getränkeautomaten. Diese Automaten ermöglichen es Verbrauchern, ihr eigenes, individuelles Getränk zusammenzustellen, indem sie verschiedene Coca-Cola-Getränke miteinander mischen. Tausende dieser Automaten wurden in den gesamten USA aufgestellt, und an jedem einzelnen davon kreierten Hunderte von Kunden ihre eigenen Getränke. Zudem untersuchte das Unternehmen den Einsatz künstlicher Intelligenz. Dabei stellte sich heraus, dass die Mehrheit der Kunden Coke mit Kirschgeschmack mit Sprite mischte. Auf der Grundlage dieser Erkenntnisse entwickelte Coca-Cola mit „Cherry Sprite“ ein neues Produkt.

Unterstützung von Kunden bei der Entscheidungsfindung

Wie auch andere Lebensmittelunternehmen unterstützt KI Kunden dabei, intelligentere Kaufentscheidungen zu treffen. Kellogg's, der weltweit größte Lebensmittelhersteller, führte „Bear Naked Custom“ ein; dieser Service ermöglichte es Kunden, aus über 50 Zutaten ihr ganz persönliches Granola zusammenzustellen. Das System nutzte dabei IBMs „Chef Watson“. Chef Watson speichert Hunderte möglicher Rezepte, die in einen KI-Algorithmus eingespeist werden. Dies half den Nutzern zu erkennen, ob die gewählten Zutaten gut miteinander harmonieren würden.

Diese Technologie unterstützte Kunden dabei, kleine, personalisierte Mengen an Granola zusammenzustellen. Zudem half sie dem Unternehmen – ähnlich wie bei Coca-Cola – zu ermitteln, wie die nächste Produktlinie aussehen sollte.

Abschluss

Obwohl sie sich noch in einem frühen Entwicklungsstadium befindet, verändert die künstliche Intelligenz die Lebensmittelverarbeitungs- und -handhabungsindustrie. In den kommenden Jahren wird sie diesen Sektor grundlegend transformieren. Zudem wird KI diese Unternehmen dabei unterstützen, ihren Umsatz durch eine Beschleunigung der Fertigungsprozesse zu steigern. Sie trägt dazu bei, den Wartungsaufwand und damit auch produktionsbedingte Ausfallzeiten zu verringern. Durch die Automatisierung nahezu aller Arbeitsabläufe wird zudem das Ausfallrisiko minimiert. Nicht zuletzt spielt KI eine wichtige Rolle bei der Schaffung eines hervorragenden Kundenerlebnisses, indem sie Vorlieben, Abneigungen und Wünsche der Kunden antizipiert.