Projekt

Digital Agricultural Knowledge and Information System (DAKIS)

Innovative integration for landscape smart agriculture

Das Ziel des Projekts »Digital Agricultural Knowledge and Information System (DAKIS)« ist die Entwicklung eines neuen Entscheidungsunterstützungssystems (DSS) für Landwirt:innen. Dieses System nutzt fortschrittliche Digitalisierung und Feldrobotik, um Ökosystemleistungen (ÖSL), Biodiversität und Ressourceneffizienz in moderne Planungs-, Produktions- und Vermarktungsprozesse zu integrieren. Dank seines modularen Aufbaus kann das DSS in private und öffentliche Anwendungen oder Farm-Management-Informationssysteme (FMIS) eingebunden werden. Es ermöglicht standortspezifische Managementmaßnahmen, die sowohl die Produktivität als auch die Bereitstellung von ÖSL steigern. Mittelfristig kann es zur Entwicklung agrarökologischer, klima- und marktorientierter Maßnahmen beitragen, die den Wert von ÖSL und Biodiversität erhöhen.

Die Vision von DAKIS ist eine zukunftsfähige Landwirtschaft, die Umwelt- und Klimaschutz mit Ernährungssicherheit und stabilem Einkommen in Einklang bringt. DAKIS verfolgt das Ziel, eine flexible Arbeitsorganisation zu etablieren, die eine ressourceneffiziente, nachhaltige Produktion ermöglicht – gesteuert durch Markt- und Gesellschaftsbedarfe sowie durch Kooperationen zwischen Betrieben. Dies soll durch den Einsatz digitaler Echtzeit-Informationssysteme und autonomer, vernetzter Kleinroboter erreicht werden.

DAKIS Phase I (2019-2024)

In Phase I wurden Testregionen in Bayern und Brandenburg ausgewählt, um die Vielfalt landwirtschaftlicher Strukturen in Deutschland abzubilden. Mittels GIS-Analysen wurde eine detaillierte Standortcharakterisierung vorgenommen (Zustandsbewertung), auf deren Basis optimierte Landschaftsmuster zur Förderung von ÖSL und Biodiversität entwickelt wurden. Parallel dazu wurde die gesellschaftliche Nachfrage nach ÖSL und Biodiversität in den Pilotregionen erhoben. Das Projekt gliederte sich in sechs Teilprojekte mit insgesamt 15 Arbeitspaketen und zehn Partnerinstitutionen.

Am Ende von Phase I lieferte DAKIS umfassende Erkenntnisse und Handlungsempfehlungen für die beiden Pilotregionen. Es verband feldbezogene Informationen mit regionalen und nationalen Daten. Ein hoher Grad an Interdisziplinarität und ein starker Fokus auf Innovationsforschung prägten diese Phase. Die Finanzierung erfolgte durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit 7,4 Millionen Euro über fünf Jahre.

Dakis Phase II (2025-2028)

In der zweiten Projektphase werden die bisherigen Ergebnisse weiterverarbeitet und die Sichtbarkeit sowie Integration der DAKIS-Ideen ausgebaut. Ziel ist es, ein System zu entwickeln, das Landwirt:innen sowie Akteur:innen aus Beratung und Politik fundierte Entscheidungsgrundlagen zur Verbesserung der Bereitstellung von ÖSL und Biodiversität bietet. Aufbauend auf den Erkenntnissen der ersten Förderphase wurde ein Konzept für Datenflüsse, modellbasierte Analysen und Informationsverarbeitung entwickelt. Das in Phase II weiterentwickelte DSS unterstützt eine nachhaltige Landnutzung, indem es neue Möglichkeiten zur Bewertung von ÖSL und Biodiversität identifiziert – zum Nutzen von Landwirtschaft und Umwelt. Es hilft politischen Entscheidungsträgern und Unternehmen, politische Ziele in messbare Landnutzungs- und ÖSL-Indikatoren zu überführen.

DAKIS Phase I (Projekleitung: Ewa Dönitz)

Das Fraunhofer ISI entwickelte Szenarien für zukünftige Rahmenbedingungen, in denen DAKIS operieren wird, und definierte die funktionalen Anforderungen aus Stakeholder-Perspektive. Auf Basis der Szenarien und eines gemeinsamen Visionierungsprozesses mit Projektpartnern und Schlüsselakteurenwurde das Entwicklungspotenzial von DAKIS analysiert. Daraus ergaben sich verschiedene Entwicklungspfade mit entsprechenden Optionen, Forschungsfragen und Anforderungen an Funktionalitäten und Gestaltung des DSS.

DAKIS Phase II (Projektleitung: Ariane Voglhuber-Slavinsky)

Das Fraunhofer ISI prüft, ob das DAKIS-DSS die Nutzer:innen tatsächlich unterstützt. Dazu werden Anforderungen auf Betriebs- und Landschaftsebene mit Fokus auf ÖSL und Biodiversität in Feedbackschleifen zwischen landwirtschaftlicher Beratung und Projektpartnern untersucht. Akteur:innen entlang der Wertschöpfungskette werden eingeladen, das DSS zu testen, um zusätzliche Funktionen zu identifizieren und die Nutzbarkeit für breitere Zielgruppen zu erhöhen. Parallel wird eine Machbarkeitsstudie durchgeführt, um neue Funktionen von DAKIS 2 zu evaluieren und deren Potenzial zur ÖSL-Valorisierung zu analysieren.

Laufzeit

03/2019 − 02/2024

Auftraggeber

Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR)

Partner

  • Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e. V. (Projektkoordination)
  • Leibniz-Institut für innovative Mikroelektronik (IHP)
  • Hochschule für nachhaltige Entwicklung Eberswalde (HNEE)
  • Europa Universität Viadrina Frankfurt (Oder)
  • Leibniz-Institut für Agrartechnik und Bioökonomie (ATB) e. V.
  • Universität Bonn
  • Forschungszentrum Jülich
  • Deutsches Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz GmbH (DFKI)
  • Hochschule Osnabrück