Das Ernährungssystem der Zukunft – aus Sicht der KI
Wie könnte das Ernährungssystem aussehen, das über 10 Milliarden Menschen auf gesunde und nachhaltige Weise versorgt? Wir haben Künstliche Intelligenz (KI) um ihre Expertise gebeten. In unserem Artikel erfahren Sie, welche innovativen Ansätze die KI für die Transformation unserer Ernährungssysteme empfiehlt.
Kurz gesagt
- Die KI-Modelle liefern weitgehend übereinstimmende Empfehlungen für eine nachhaltige Transformation der Ernährungssysteme.
- Auch wenn sie wertvolle Impulse geben, sollten ihre Antworten hinterfragt und mit weiteren Quellen abgeglichen werden.
- Die Zukunft der Ernährung wird durch eine Kombination aus verändertem Essverhalten, technologischen Entwicklungen und politischen Rahmenbedingungen bestimmt.
Worum geht’s?
Künstliche Intelligenz (KI) entwickelt sich rasant und revolutioniert zunehmend verschiedene Bereiche unseres Lebens. Gleichzeitig wächst die Weltbevölkerung stetig, und die Herausforderung, nachhaltige und gesunde Ernährungssysteme zu entwickeln, wird immer drängender. KI wird als mögliche Lösung für dieses Problem gehandelt.
Doch wie kann KI konkret dazu beitragen, die Ernährung von über 10 Milliarden Menschen in der Zukunft sicherzustellen? Welche wertvollen Ratschläge bietet sie uns in diesem Zusammenhang?
Um diese Fragen zu klären – bzw. um unsere Neugier zu befriedigen, ob wir brauchbare Antworten erhalten würden – haben wir vier frei verfügbare KI-Tools ausgewählt (OpenAI ChatGPT v3.5 (GPT-3.5), Microsoft Bing Copilot, HIX Chat und AI Chat von DeepAI) und sie mit folgender Frage konfrontiert:
„Wie sieht das ideale Ernährungssystem der Zukunft aus, um künftig weltweit mehr als 10 Milliarden Menschen gesund, nachhaltig und umweltgerecht ernähren zu können?“
Die Suchanfragen wurden im Juli 2024 durchgeführt und die Ergebnisse basieren auf dem zu diesem Zeitpunkt verfügbaren Datenzugriff der verschiedenen KI-Systeme.
Das ideale Ernährungssystem aus der Sicht moderner KI
ChatGPT und Co. haben zentrale Stellschrauben und Handlungsfelder identifiziert, die aus ihrer Sicht entscheidend für eine Transformation unserer heutigen Ernährungssysteme sind. Im Folgenden präsentieren wir eine kurze Übersicht der Ergebnisse auf unsere Frage.
„Das ideale Ernährungssystem der Zukunft, um eine wachsende Weltbevölkerung von über 10 Milliarden Menschen gesund, nachhaltig und umweltgerecht zu ernähren, könnte mehrere Schlüsselelemente beinhalten:
1. Vielfältige Ernährung: Eine ausgewogene Mischung aus pflanzlichen Lebensmitteln, nachhaltigem Fisch und magerem Fleisch. Der Schwerpunkt liegt auf pflanzlicher Ernährung, da sie weniger Ressourcen verbraucht und geringere Umweltbelastungen verursacht.
2. Fortschrittliche Landwirtschaftstechnologien: Einsatz von Präzisionslandwirtschaft, vertikaler Landwirtschaft und Aquaponik. Diese Methoden optimieren den Ressourceneinsatz und minimieren den Bedarf an landwirtschaftlicher Fläche und Wasser.
3. Kreislaufwirtschaft: Reduzierung von Lebensmittelabfällen durch verbesserte Lagerung, Verarbeitung und Rückführung von Nährstoffen in den Produktionskreislauf. Kompostierung und Recycling von organischen Abfällen könnten eine zentrale Rolle spielen.
4. Nachhaltige Lebensmittelproduktion: Förderung von regenerativer Landwirtschaft und Agroforstwirtschaft, die den Boden erhalten und die Biodiversität fördern. Reduzierung des Einsatzes von chemischen Düngemitteln und Pestiziden.
5. Kulturelle Anpassung: Lokale und kulturell angepasste Ernährungssysteme, die die Verfügbarkeit von regionalen Lebensmitteln berücksichtigen und gleichzeitig globale Standards für Nachhaltigkeit und Gesundheit einhalten.
6. Alternative Proteinquellen: Entwicklung und Verbreitung von Insekten, Algen und kultiviertem Fleisch als alternative Proteinquellen. Diese Optionen haben oft eine geringere Umweltbelastung als herkömmliches Fleisch.
7. Technologische Innovationen: Einsatz von Lebensmittelsynthese und -fermentationstechnologien, um Nährstoffe effizient bereitzustellen und gleichzeitig den Ressourcenverbrauch zu minimieren.
8. Bildung und Bewusstsein: Aufklärung der Bevölkerung über gesunde Ernährung und nachhaltige Praktiken. Bildung kann dazu beitragen, die Nachfrage nach umweltfreundlicheren Lebensmitteln zu erhöhen und gesündere Ernährungsmuster zu fördern.
9. Politische und wirtschaftliche Unterstützung: Implementierung von Richtlinien und Anreizen, die nachhaltige Landwirtschaft fördern, Forschung und Entwicklung unterstützen und die Umstellung auf umweltfreundliche Ernährungssysteme erleichtern.
10. Globale Zusammenarbeit: Internationale Kooperationen zur Verteilung von Wissen, Technologien und Ressourcen. Dies kann helfen, Unterschiede in den Ernährungsbedürfnissen und -ressourcen zwischen verschiedenen Regionen auszugleichen.
Das ideale Ernährungssystem wird eine Kombination dieser Ansätze erfordern und muss flexibel genug sein, um sich an neue Herausforderungen und technologische Fortschritte anzupassen.“
Webseiten-Link zur ChatGPT-Eingabemaske (vorherige kostenlose Registrierung erforderlich)
„Die Gestaltung eines idealen Ernährungssystems für die Zukunft ist eine komplexe Herausforderung, die viele Aspekte berücksichtigen muss. Hier sind einige Ansätze und Empfehlungen, die von Experten und Organisationen diskutiert werden:
1. Nachhaltigkeit und Umweltverträglichkeit:
- Wir müssen auf nachhaltige Anbaumethoden setzen, die die Biodiversität schützen und den Boden, das Wasser und die Luft schonen.
- Reduzierung von Lebensmittelverschwendung und effizientere Ressourcennutzung.
2. Gesundheit und Ernährung:
- Förderung einer ausgewogenen Ernährung mit ausreichend Obst, Gemüse, Vollkornprodukten, Proteinen und gesunden Fetten.
- Zugang zu nährstoffreichen Lebensmitteln für alle Bevölkerungsgruppen.
3. Lokale Produktion und regionale Versorgung:
- Unterstützung lokaler Landwirte und Märkte, um Transportwege zu verkürzen und die Wirtschaft vor Ort zu stärken.
- Förderung traditioneller und regionaler Lebensmittel.
4. Technologie und Innovation:
- Investitionen in Forschung und Technologie, um effizientere Anbaumethoden, Lebensmittelverarbeitung und -verteilung zu ermöglichen.
- Nutzung von Digitalisierung und künstlicher Intelligenz zur Verbesserung der Lebensmittelproduktion.
5. Bildung und Bewusstsein:
- Aufklärung der Bevölkerung über gesunde Ernährung und nachhaltige Lebensmittelwahl.
- Sensibilisierung für die Auswirkungen unseres Konsums auf die Umwelt.
6. Politische Maßnahmen und Zusammenarbeit:
- Internationale Zusammenarbeit, um globale Herausforderungen anzugehen.
- Politische Entscheidungen, die nachhaltige Landwirtschaft und Ernährung fördern.
Es ist wichtig zu betonen, dass es keine universelle Lösung gibt, die für alle Länder und Kulturen gleichermaßen funktioniert. Ein ideales Ernährungssystem muss an die jeweiligen Gegebenheiten und Bedürfnisse angepasst werden1,2,3. Dr. Laura Pereira von der City University of London betont, dass gesellschaftlicher Wandel und Veränderungen auf allen Ebenen notwendig sind, um eine nachhaltige Ernährung zu erreichen4. Das Verbundprojekt “food4future” untersucht ebenfalls Innovationen für eine nachhaltige und gesunde Lebensmittelversorgung5.
Insgesamt erfordert die Gestaltung des idealen Ernährungssystems der Zukunft eine ganzheitliche Herangehensweise, die ökologische, soziale und wirtschaftliche Aspekte berücksichtigt. Es ist eine gemeinsame Aufgabe, die wir alle angehen müssen, um eine gesunde und nachhaltige Ernährung für alle zu gewährleisten.
- Weitere Informationen:
- 1) bzfe.de
- 2) umweltbundesamt.de
- 3) bmz.de
- 4) bzfe.de
- 5) bundesregierung.de“
„Das ideale Ernährungssystem der Zukunft sollte mehrere Schlüsselfaktoren integrieren, um die Herausforderungen der Nahrungsmittelproduktion und -verteilung für über 10 Milliarden Menschen zu bewältigen. Hier sind einige wesentliche Merkmale:
1. Nachhaltige Landwirtschaft:
- Regenerative Landwirtschaft: Techniken wie Fruchtfolge, organische Düngemittel und agroökologische Praktiken fördern die Bodengesundheit und erhöhen die Biodiversität.
- Präzisionslandwirtschaft: Der Einsatz von Technologien wie Drohnen und Sensoren ermöglicht eine effiziente Nutzung von Wasser, Nährstoffen und Pestiziden.
2. Vielfältige Ernährung:
- Pflanzenbasierte Diäten: Ein erhöhtes Angebot und Konsum von pflanzlichen Lebensmitteln reduziert die Umweltbelastung im Vergleich zu tierischen Produkten.
- Weniger Lebensmittelverschwendung: Effiziente Logistik und eine bessere Überwachung der Lieferketten können dazu beitragen, dass weniger Nahrungsmittel verloren gehen.
3. Innovative Nahrungsmitteltechnologien:
- Laborfleisch und alternative Proteine: Der Einsatz von kultiviertem Fleisch und pflanzlichen Proteinquellen liefert Nahrungsmittel mit geringerer Umweltbelastung.
- Vertikale Farmen und urbane Landwirtschaft: Diese Technologie ermöglicht die Produktion von Lebensmitteln in städtischen Gebieten und reduziert Transportemissionen.
4. Soziale Gerechtigkeit:
- Zugang zu Nahrungsmitteln: Sicherstellung, dass alle Menschen, insbesondere in benachteiligten Regionen, Zugang zu gesunden und nahrhaften Lebensmitteln haben.
- Bildung und Bewusstsein: Aufklärung über Ernährung und Nachhaltigkeit fördert bessere Essgewohnheiten in der Bevölkerung.
5. Politische Unterstützung:
- Regulierungen und Anreize: Politische Maßnahmen, die nachhaltige Praktiken fördern, wie Subventionen für ökologische Landwirtschaft und Strafen für umweltschädliche Praktiken.
Durch die Umsetzung dieser Prinzipien könnte ein Ernährungssystem geschaffen werden, das nicht nur die Bedürfnisse einer wachsenden Bevölkerung erfüllt, sondern auch die Erde und ihre Ökosysteme schützt.“
„Die idealen Ernährungssysteme der Zukunft müssen sich an die folgenden Prinzipien orientieren, um weltweit mehr als 10 Milliarden Menschen gesund, nachhaltig und umweltgerecht zu ernähren:
1. Diversität und Vielfalt: Eine abwechslungsreiche Ernährung muss basierend auf verschiedenen landwirtschaftlichen Praktiken wie Permakultur, Agroforestry und Biodynamik umgesetzt werden. Dies soll die Artenvielfalt in der Landwirtschaft und die Nahrungsmittelvielfalt für die Menschen erhöhen.
2. Nachhaltige Landwirtschaft: Die Landwirtschaft muss nachhaltig sein, d. h., sie muss die Natur nicht schädigen und die Ressourcen langfristig nutzen können. Dies kann durch den Einsatz von Regenerativer Landwirtschaft, perennierenden Anbau, Minimierung von Düngemitteln und Pestiziden erreicht werden.
3. Regionale Ernährungskette: Die Produktion, Verarbeitung und Verteilung von Nahrungsmitteln sollten so nah wie möglich an die Verbraucher anliegen, um Transporte zu minimieren und lokale Wirtschaften zu stärken.
4. Mehr Urban Agriculture: Städtische Landwirtschaften sollten verstärkt entwickelt werden, um frische Produkte direkt in den Städten zu produzieren und die Abhängigkeit von Importen zu reduzieren.
5. Wasser- und Energieeffizienz: Die Landwirtschaft sollte so gut wie möglich effizient mit Wasser und Energie sein, um Ressourcen zu sparen und den Klimawandel zu bekämpfen.
6. Minderung von Lebensmittelabfällen: Es ist notwendig, Nahrungsmittelverluste zu reduzieren, indem wir effektivere Lagerung, Verteilung und Verpackungsmaterialien einsetzen.
7. Zirkuläre Wirtschaft: Der Kreislauf der Nahrungsmittelproduktion sollte geschlossen werden, indem wir Abfälle aus der Ernte, Verpackung und Verwendung sammeln und recyceln.
8. Digitalisierung: Die Landwirtschaft sollte digitalisiert werden, um effizientere Prozesse zu gestalten, Ressourcen zu sparen und die Produktion von nachhaltigen Nahrungsmitteln zu unterstützen.
9. Bildung und Information: Die Menschen sollten über die Bedeutung einer nachhaltigen Ernährung aufgeklärt werden, damit sie informierte Entscheidungen über ihre Ernährung treffen können.
10. Politische Unterstützung: Die Regierungen sollten politische Maßnahmen erlassen, um die nachhaltige Ernährung zu fördern, wie z. B. Subventionen für nachhaltige Landwirtschaften oder Steuern auf ungesunde oder unnötige Nahrungsmittel.“
Hinweis: Die Sprachausgabe von DeepAI ist auf Englisch und wurde mithilfe desselben Tools ins Deutsche übersetzt.
Wie gut sind die Infos?
Beim Vergleich der vier getesteten KI-Systeme zeigte sich eine weitgehende Übereinstimmung in deren Antworten. Alle Modelle betonten ähnliche Schwerpunkte für eine nachhaltige Transformation bestehender Ernährungssysteme: Veränderung des Ernährungsverhaltens, umweltgerechte und innovative Nahrungsmittelproduktion unter Einsatz fortschrittlicher Technologien, Informations- und Bildungsförderung, Stärkung von politischer Unterstützung sowie der wirtschaftlichen und internationalen Zusammenarbeit. Die einheitlichen Rückmeldungen lassen darauf schließen, dass die Informationen als verlässlich und allgemein anerkannt gelten.
Referenzen gibt es bei KI meist nur auf Nachfrage bzw. Prompts
Bei der Prüfung der vier verschiedenen KI-Chat-Systeme zeigte sich, dass nur Copilot automatisch Literaturreferenzen zu seinen Antworten hinzufügte und dabei seriöse Quellen wie das Bundeszentrum für Ernährung (BZfE), das Umweltbundesamt und Berichte der deutschen Bundesregierung verwendete. Im Gegensatz dazu erstellten die anderen KI-Systeme Referenzlisten nur auf gesonderte Anweisungen („Prompts“).
ChatGPT verwies hauptsächlich auf englischsprachige wissenschaftliche Studien und Berichte von internationalen Regierungs- und Fachorganisationen wie der Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation der Vereinten Nationen (FAO), der Ellen MacArthur Foundation und der Precision Agricultural Association New Zealand.
HIX Chat verwies auf frei zugängliche Informationen aus dem Internet und von staatlichen Einrichtungen wie dem BZfE, dem Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL), der Welthungerhilfe sowie Zeitungsartikel von der Frankfurter Rundschau und National Geographic.
Deep AI griff auf Fachbücher, wissenschaftliche englischsprachige Artikel und Berichte von Organisationen wie der FAO zurück.
Beurteilung, ob die Informationen der KI korrekt sind, ist schwierig
Für KI-Nutzer ist es allgemein schwierig, die Vollständigkeit und Genauigkeit der KI-Antworten zu bewerten. Obwohl KI-Modelle wie ChatGPT und Co. laut ihren Herstellern mit einer breiten Palette von Texten – einschließlich Büchern, Artikeln und Webseiten – trainiert wurden, sind die genauen Trainingsdaten nicht vollständig öffentlich einsehbar. Dies erschwert die Nachverfolgung der Quellen und die Überprüfung der Richtigkeit der bereitgestellten Informationen. Zudem ist nicht immer garantiert, dass jedes KI-Modell die neuesten Erkenntnisse, etwa aus dem Internet, berücksichtigt, da technische Einschränkungen bestehen können. Unter Umständen kommt es sogar zu sogenannten Halluzinationen: die Chatbots erfinden Texte, die plausibel klingen (Siebert 2024)
Bei der Testung zeigte sich, dass die Antworten der verschiedenen KI-Chat-Systeme bei wiederholter Abfrage desselben Prompts variieren können. Dies bedeutet, dass dieselbe Frage bei mehrfacher Eingabe nicht immer dieselbe Antwort liefert. Diese Variabilität resultiert daher, dass KI-Systeme durch Zufallselemente verschiedene Interpretationen und Antwortansätze nutzen können, was als „normal“ gilt. Solche Unterschiede können die Beurteilung der Vollständigkeit ausgegebener Antworten erschweren. Daher ist es ratsam, identische bzw. leicht variierte Prompts mehrfach an verschiedene KI-Systeme zu richten und die Ergebnisse mit anderen KI-Systemen oder unabhängigen Informationsquellen zu vergleichen. Einige KI-Modelle, wie zum Beispiel ChatGPT, warnen Nutzer explizit davor, dass fehlerhafte Antworten möglich sind. Auch der vorherige Suchverlauf im Chat kann die Ergebnisse beeinflussen.
Wer sind die Macher und woher kommt das Geld?
ChatGPT v3.5 (GPT-3.5), entwickelt von OpenAI, ist ein fortschrittliches Sprachmodell, das auf einer umfangreichen Textmenge aus dem Internet bis Januar 2022 trainiert wurde. Es ist bekannt für seine Fähigkeit, menschliche Sprache zu verstehen und zu generieren, und bietet gut fundierte Informationen, basierend auf seinem Trainingsdatenbestand (OpenAI 2022).
OpenAI, ein führendes US-amerikanisches Forschungsunternehmen im Bereich der künstlichen Intelligenz, wurde 2015 von Elon Musk, Sam Altman und weiteren Visionären gegründet (HIX.AI 2024a). Die Finanzierung von OpenAI erfolgt durch eine Kombination von Investitionen und Partnerschaften, wobei bedeutende Mittel unter anderem von der Microsoft Corporation bereitgestellt werden (OpenAI 2023).
Microsoft Bing AI, integriert als Copilot mit ChatGPT-4 im Microsoft Edge Browser, verwendet eine aktuellere GPT-4-Technologie von OpenAI. Es basiert auf umfangreichen Datensätzen, die bis März 2023 aktualisiert wurden, und ist in der Lage, kontextbezogene und aktuelle Antworten zu liefern (Microsoft 2023a/b).
Microsoft Bing AI wurde von der Microsoft Corporation mit Hauptsitz in Redmond, Washington, USA entwickelt. Das Unternehmen hat umfangreiche Investitionen in OpenAI getätigt, um deren Technologie in eigne Produkte wie den Bing-Suchdienst und den Edge-Browser zu integrieren. Die Finanzierung stammt aus Mitteln von Microsoft sowie aus strategischen Partnerschaften und Investitionen in OpenAI.
HIX Chat ist ein Dialogsystem, das Informationen aus einer Vielzahl von Quellen bezieht, darunter Nachrichtenartikel, wissenschaftliche Veröffentlichungen und Online-Datenbanken. Der KI-Chatbot nutzt eine breitgefächerte Datenbasis mit Echtzeitabrufung aus dem Internet (HIX.AI 2024b) gestützt durch GPT-3.5/4 mit Wissensstichtag Oktober 2023. Laut den Entwicklern bietet HIX Chat eine vielseitigere, umfassendere und kostengünstigere Alternative zu ChatGPT im Abo-Modell.
HIX Chat wurde von COCOSOFT TECHNOLOGY PTE. LTD. (bzw. HIX.AI) entwickelt, einem in Singapur ansässigen Unternehmen (HIX.AI 2024c). Die Finanzierung kommt hauptsächlich aus privaten Investitionen und Partnerschaften mit anderen Technologieunternehmen und Forschungseinrichtungen.
AI Chat ist ebenfalls ein Sprachmodell, das natürliche Sprache versteht und erzeugt (DeepAI 2024a). Der Chatbot wurde mit verschiedenen Datensätzen trainiert und deckt eine breite Palette von Themen bis Oktober 2023 ab.
DeepAI wird von der KI-Firma DeepAI mit Hauptfirmensitz in Tunesien betrieben, die im Jahr 2020 gegründet wurde (DeepAI 2024b). DeepAI setzt auf Spendenaufrufe und Partnerschaften mit akademischen und industriellen Partnern, um seine Entwicklungen zu unterstützen und voranzutreiben.
Fazit
Die getesteten KI-Modelle haben sich allesamt als benutzerfreundliche Werkzeuge erwiesen, um schnell einen Überblick über sehr komplexe Themen wie etwa das ideale Ernährungssystem der Zukunft zu erhalten. Sie erleichtern den Einstieg in die Informationssuche und bieten Nutzern eine schnelle Orientierung zu vielfältigen Fragestellungen.
Dennoch ist es wichtig, bei der Nutzung von KI-gesteuerten Antworten angemessene Skepsis zu wahren. Die bereitgestellten Informationen sollten stets kritisch hinterfragt und mit anderen verlässlichen Quellen sorgfältig abgeglichen werden, um sicherzustellen, dass sie korrekt und vollständig sind.
Zukünftige Fortschritte in der künstlichen Intelligenz könnten neue Chancen und bedeutende Verbesserungen bringen. Dennoch bleibt der Mensch derzeit unverzichtbar, um die Genauigkeit und Relevanz der Informationen zu überprüfen und fundierte Entscheidungen zur praktischen Umsetzung zu treffen. Langfristig könnten KI-Entwicklungen jedoch nicht nur neue Perspektiven eröffnen, sondern uns auch dabei unterstützen, komplexe Fragestellungen besser zu bewältigen.
Text: Dr. Tamara Stelzl / KErn
Nachweise
DeepAI (2024a): AI Chat
DeepAI (2024b): Pioneering AI Innovation with DeepAI
HIX.AI (2024a): Who Owns ChatGPT?
HIX.AI (2024b): Eine vielseitige und erschwingliche KI-Chatbot-Alternative zu ChatGPT
HIX.AI (2024c): About HIX.AI
Microsoft (2023a): Copilot and Bing´s AI features
Microsoft (2023b): What is Copilot, and how can you use it?
OpenAI (2022): Introducing ChatGPT
OpenAI (2023): OpenAI and Microsoft extend partnership
Siebert J. (2024): Halluzinationen von generativer KI und großen Sprachmodellen (LLMs). https://www.iese.fraunhofer.de/blog/halluzinationen-generative-ki-llm/
Titelbild: nicole/stock.adobe.com
Stand: August 2024
