Künstliche Intelligenz wird die Kaffeetasse retten

Jeden Tag trinken wir viele Tassen Kaffee – einigen Schätzungen zufolge etwa 3 Milliarden – und mit jedem Jahr werden es mehr. Es wird erwartet, dass der weltweite Kaffeekonsum bis 2050 um 50 % steigen wird. Trotzdem und trotz dieser Kaffeeleidenschaft ist Kaffee in Gefahr. Steigende Temperaturen und die Auswirkungen des Klimawandels in den traditionellen Anbaugebieten bedrohen ihn. Aber kann künstliche Intelligenz (KI) helfen, das Problem zu lösen?

Die Strategien und Instrumente, auf die die verschiedenen Akteure auf dem Kaffeemarkt setzen, sind vielfältig und setzen auf unterschiedliche Möglichkeiten, die Produktion aufrechtzuerhalten. Dabei werden die Potenziale anderer Saatgüter, die Veränderung von Anbauflächen oder der Einsatz neuer Technologien untersucht. An diesem letzten Punkt kommt die KI ins Spiel.

Künstliche Intelligenz könnte die nötige Unterstützung liefern, um bessere Entscheidungen im Anbau zu treffen und so Kaffee resistenter gegen die Auswirkungen des Klimawandels zu machen. Datenwissenschaft könnte möglicherweise genutzt werden, um die Kaffeepflanzen auszuwählen, die im Hinblick auf ihre Klimaresistenz am besten geeignet sind.

Genau daran hat ein Projekt des Nestlé-Forschungsteams gearbeitet, das gemeinsam mit dem französischen Entwicklungsforschungsinstitut (IRD) geleitet wurde. Daran haben Universitäten und Forscher praktisch aller Kontinente mitgewirkt, von Uganda bis Singapur, unter anderem auch Deutschland. Das ultimative Ziel bestand darin, ein sehr hochwertiges Referenzgenom für Arabica zu erhalten – den Kaffeebaum, der am häufigsten für die Kaffeeproduktion verwendet wird. Und sie haben es einfach geschafft.

eine offene Karte

Damit KI funktioniert, muss ihr eine große Menge an Informationen zugeführt werden. Wie ein Sprecher des Forschungs- und Entwicklungsteams von Nestlé erklärt, verwendeten die Forscher hauptsächlich zwei Arten von Daten. Einerseits sequenzierten sie die DNA „zahlreicher Kaffeesorten“. Andererseits sammelten sie Informationen über seine Eigenschaften, von seiner Überlebensfähigkeit über Schädlinge bis hin zu seinem Geschmack.

„Zusammengenommen generieren diese Analysen große Datenmengen, die mithilfe spezifischer Analyse- und Statistikmethoden sowie Hochleistungsrechnens miteinander verknüpft und verglichen werden“, stellt er fest.

Das Problem war nicht nur eine technologische oder wissenschaftliche Kuriosität. Wenn das wissenschaftliche Team an diese Daten gelangen wollte, dann wegen der Möglichkeiten, die es ihnen ermöglichen würde, mit Kaffee und seiner Zukunft umzugehen. Wenn Sie seine Eigenschaften im Detail kennen, können Sie nach Eigenschaften suchen, die ihn widerstandsfähiger machen.

Als das Unternehmen die Forschungsergebnisse vorstellte, fasste der Leiter des Nestlé-Instituts für Agrarwissenschaften, Jeroen Dijkman, diese in einem Beispiel zusammen. „Unsere neue Referenz ist wie eine hochwertige Karte einer Großstadt“, erklärte er. Dadurch wissen wir, woher sie kommen und was sie zu erwachsenen Kaffeepflanzen macht.

All diese Datenverarbeitung und der Einsatz modernster Technologie ermöglichen es uns, „die Grundlage zu schaffen, auf der wir Markierungen identifizieren können, die mit interessanten Merkmalen wie Widerstandsfähigkeit oder Anpassung an den Klimawandel verbunden sind“, wie der Sprecher des Teams auf der Website betont andere Seite der E-Mail.

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Tatsächlich tun sie es bereits. „Wir arbeiten daran, diese Markierungen in mehreren Populationen zu identifizieren, indem wir Hochleistungsrechner und komplexe statistische Modelle zur Analyse der DNA nutzen“, sagt er. Auf diese Weise können sie leichter vorhersagen, welche zukünftigen Ergebnisse diese Pflanzen unter den neuen Temperatur-, Feuchtigkeits- und Wasserbedingungen erzielen werden und welche Pflanzen am besten zurechtkommen.

Die Schlussfolgerungen, zu denen sie gelangt sind, sind öffentliche Daten. Das Forschungsteam hat seine Ergebnisse in „Nature Genetics“ veröffentlicht. „Diese Ressource ist vollständig gemeinsam genutzt und öffentlich zugänglich und wird es uns sowie Forschern auf der ganzen Welt ermöglichen, neue und verbesserte Arabica-Sorten besser zu identifizieren, auszuwählen und anzubauen“, sagt der Sprecher.

Es wird uns sogar ermöglichen, über den Klimawandel und den neuen Kontext, den er schafft, hinauszugehen und Themen zu untersuchen, wie sie erklären, wie etwa die Resistenz gegen Krankheiten, Nutzpflanzen oder die Qualität der Tasse Kaffee. „Die Kaffeeproduktion wird durch den Klimawandel und Krankheiten wie Rost beeinträchtigt“ (CLR), erklärt er. Die Arbeit am Genom der Arabica-Variante wird – so hoffen sie – dazu beitragen, die Kaffeeproduktion und den Lebensunterhalt der Kette von der Pflanze bis zur Tasse aufrechtzuerhalten.

Darauf kommt es am Morgen als erstes an, wenn diese Art der Recherche das Frühstücksgetränk garantieren soll. Sorgen wir dafür, dass es trotz allem weiterhin Kaffee gibt? „Wie wir in unserer Arbeit festgestellt und veröffentlicht haben, entstand die Arabica-Sorte vor etwa 600.000 Jahren und ist noch immer in vielen Gebieten verbreitet“, betont er. „Das ist ein bemerkenswertes Zeichen von Widerstand und Anpassung“, schlussfolgert der Sprecher und fügt hinzu, dass die Selektion über Marker „ein zentraler Ansatz“ sei, um die Produktion langfristig zu stärken.

Doch die Tatsache, dass Kaffee immer noch da ist, ist nicht das einzige Spannungselement, das der Klimawandel erzeugt: Die neuen Wachstumsbedingungen, die er schafft – wie auch bei anderen Rohstoffen wie Schokolade – könnten seine Preise in die Höhe treiben. Wichtig ist also nicht nur, dass es Kaffee weiterhin gibt, sondern dass er für alle zugänglich ist. Eine bessere Kenntnis der Genetik und die Sicherstellung der Langlebigkeit von Kaffee tragen dazu bei, dass er zugänglich bleibt, räumt der Experte ein, aber auch andere „zusätzliche Faktoren“, wie etwa der gesellschaftspolitische Kontext, können sich wiederum auf die Preise einer Tasse Kaffee auswirken.

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