Mit Künstlicher Intelligenz zur alternativen Fleischproduktion
Team aus Hannover automatisiert die Mehlwurm-Produktion – unterstützt vom
Mittelstand-Digital Zentrum Hannover der Leibniz Universität Hannover
Eine Fleischproduktion mit geringem ökologischen Fußabdruck: An diesem
Ziel arbeitet das Mittelstand-Digital Zentrum Hannover der Leibniz
Universität Hannover (LUH) in einem Projekt mit dem Start-up Lower Impact
GmbH. Gemeinsam haben sie einen Demonstrator für eine automatische
Mehlwurm-Sortieranlage entwickelt.
Bietet die Insekten-Zucht eine ressourcenschonende Lösung für den
steigenden Fleischkonsum weltweit? Laut der Ernährungs- und
Landwirtschaftsorganisation der Vereinten Nationen wuchs die
Fleischproduktion von 2000 bis 2020 global um 45 Prozent. Die
konventionelle Tierzucht setzt große Mengen an Treibhausgasen frei und
benötigt sehr viele Ressourcen – insbesondere Anbauflächen für
Futtermittel sowie Wasser, Dünger und Pestizide.
Insekten als nachhaltige Proteinquelle
Deutlich ressourcenschonender ist die Aufzucht von Insekten wie
beispielsweise Mehlwürmern, den Larven des Mehlkäfers: Sie benötigen
weniger Platz, weniger Wasser und weniger Futter. Mehlwürmer können sogar
mit organischen Abfällen gefüttert werden, die ansonsten entsorgt werden
müssten – so lässt sich biologischer Abfall wieder in die
Wertschöpfungskette zurückführen.
Wegen ihres hohen Gehalts an Proteinen, gesunden ungesättigten Fettsäuren
sowie Nährstoffen wie Zink und Eisen können Mehlwürmer als hochwertiges
Nahrungsmittel dienen. Es liegt also nahe, einen Teil der konventionellen
Fleischproduktion durch Insekten zu ersetzen – sobald sich diese in großer
Zahl effizient und wirtschaftlich züchten lassen. Bisher gibt es dafür
keine geeigneten Produktionsanlagen. Ändern will dies ein Start-up aus
Hannover: Die Lower Impact GmbH will die Produktion von Mehlwürmern
automatisieren und die Mehlkäfer-Larven als nachhaltige Proteinquelle
etablieren.
Das Mittelstand-Digital Zentrum Hannover unterstützt dabei: Die
Digitalisierungs-Expertinnen und -Experten haben gemeinsam mit Lower
Impact eine automatische Mehlwurm-Sortieranlage entwickelt und einen
Demonstrator gebaut.
Automatische Sortierung mittels KI-Bildauswertung
Die Sortieranlage besteht aus einem Förderband, einer Kamera, KI-basierter
Bildauswertungssoftware und 16 Druckluftventilen. Die Mehlwürmer werden
auf dem Förderband durch die Anlage transportiert und von der Kamera
erfasst. Eine KI-basierte Bildauswertung klassifiziert sie in Echtzeit
nach ihrer Größe und bestimmt die Positionen der größten Mehlwürmer auf
dem Förderband. Diese Daten werden an die Ventilsteuerung weitergegeben,
die zum richtigen Zeitpunkt eines der 16 Ventile öffnet und per Druckluft
einen Mehlwurm vom Band pustet.
Mit der automatischen Sortieranlage werden sogenannte Überperformer –
besonders große Käferlarven, die für die weitere Zucht eingesetzt werden –
schnell und effizient ausgewählt. „Diese optische Sortierung ist die
einzig wirtschaftliche Lösung“, sagt Zentrumsmitarbeiterin Anne Rathje,
die gemeinsam mit Lower Impact den Demonstrator für die Sortieranlage
entwickelt hat.
Das Sortieren der Mehlwürmer ist zwar nur einer von vielen
Arbeitsschritten bei der Aufzucht – „aber der Schritt, der am
schwierigsten zu automatisieren ist“, so Rathje. Bisher seien für die
Sortierung Siebe mit unterschiedlichen Maschenweiten eingesetzt worden.
Dabei blieben häufig Mehlwürmer im Sieb stecken und mussten per Hand
entfernt werden – das ist zu aufwändig und teuer, wenn Mehlwürmer in
großem Maßstab für die Lebensmittelindustrie produziert werden sollen.
Durch die optische Sortierung und das Aussortieren per Druckluft sind
keine manuellen Arbeitsschritte mehr notwendig.
Optimale Bedingungen für gesunde Mehlwürmer
Die Größenermittlung per KI-Bildauswertung bietet noch einen weiteren
Vorteil: An der Größe der Mehlwürmer lassen sich Rückschlüsse auf ihren
Gesundheitszustand und damit auf die Haltung ziehen. Wenn zusätzlich noch
weitere Parameter erfasst werden – etwa die Temperatur, die
Luftfeuchtigkeit, die Art und Menge des Futters –, können diese mit der
Mehlwurmgröße abgeglichen werden. So lässt sich herausfinden, welche
Haltungsbedingungen optimal sind.
Werden die Umgebungsbedingungen behutsam verändert, lässt sich überprüfen,
wie die Würmer am besten gedeihen und ob beispielsweise eine etwas wärmere
Umgebung, eine etwas höhere Luftfeuchtigkeit oder ein anderes Futter zu
größeren Würmern führt. Die Haltungsbedingungen lassen sich auf diese
Weise kontinuierlich überwachen und optimieren.
Informationen zum Mittelstand-Digital Zentrum Hannover
Das Mittelstand-Digital Zentrum Hannover, an dem die LUH maßgeblich
beteiligt ist, ist Teil des Netzwerks Mittelstand-Digital. Das Netzwerk
bietet mit den Mittelstand-Digital Zentren, der Initiative IT-Sicherheit
in der Wirtschaft und Digital Jetzt umfassende Unterstützung bei der
Digitalisierung.
Kleine und mittlere Unternehmen profitieren von konkreten Praxisbeispielen
und passgenauen, anbieterneutralen Angeboten zur Qualifikation und IT-
Sicherheit. Das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz
ermöglicht die kostenfreie Nutzung und stellt finanzielle Zuschüsse
bereit.
Weitere Informationen gibt es unter <www.mittelstand-digital.de>.
