Mit digitalen Werkzeugen das Vertrauen in Kennzeichnungen für Bio-Lebensmittel und geografische Angaben ermitteln
„Kennzeichnungen für biologische Lebensmittel und geografische Angaben (g.A.) sind auf das Vertrauen der Verbraucher angewiesen“, sagt Angelos Amditis, FuE-Direktor des Instituts für Kommunikations- und Computersysteme an der Nationalen Technischen Universität Athen und Koordinator des Projekts THEROS(öffnet in neuem Fenster). „Jeder Betrugsfall, wie etwa eine gefälschte Kennzeichnung oder die Nichteinhaltung von Bio-Standards, untergräbt dieses Vertrauen. Wir wollten dafür sorgen, dass Vertrauen über die gesamte Wertschöpfungskette hinweg überprüfbar, erschwinglich und datengesteuert ist.“
Digitale Werkzeuge für die Verifizierung in Echtzeit
THEROS hat ein Betriebssystem zur Überwachung, Verifizierung, Erkennung von Verfälschungen und Rückverfolgbarkeit entwickelt, das alle Komponenten über seine Harmonisierungs- und Verifizierungsplattform integriert. Eine wichtige Innovation ist ein tragbares Nahinfrarot-Spektrometer, das den chemischen Fingerabdruck eines Produkts mithilfe von Licht analysiert. In Verbindung mit Modellen des maschinellen Lernens ermöglicht es die schnelle, zerstörungsfreie Prüfung von Qualität und Authentizität. „Es kann Verfälschungen oder Qualitätsabweichungen in Sekundenschnelle direkt vor Ort erkennen“, erklärt Amditis. Der auf DNS basierende Werkzeugkasten zur Authentizitätsprüfung verbindet tragbare Polymerase-Kettenreaktion (PCR) und hochauflösende Schmelzkurvenanalyse mit Modellen der künstlichen Intelligenz (KI), um die Art oder Herkunft eines Produkts vor Ort zu überprüfen. In Spanien erreichte das System bei der Identifizierung von Muschelarten innerhalb der Kette der geschützten Ursprungsbezeichnungen (g.U.) in Galicien eine Genauigkeit von über 95 %. Zudem integrierte THEROS Erdbeobachtungsmodelle mit Bildern von Copernicus Sentinel-2(öffnet in neuem Fenster) und nutzte maschinelles Lernen, um auch auf kleinbäuerlichen Parzellen Anbauarten und Indikatoren für ökologisches Management zu erkennen. Zusammen mit dem Überwachungsnetzwerk des Internets der Dinge (IoT) zeichnet das System automatisch Umwelt- und Transportdaten auf, die in einen digitalen Produktpass und eine Blockchain-Schicht eingespeist werden, auf denen verifizierte Datensätze sicher gespeichert werden.
Erprobung des Werkzeugkastens in ganz Europa
Im Rahmen des Projekts wurden vier Pilotprojekte in Tschechien, Griechenland, Serbien und Spanien durchgeführt, die jeweils unterschiedliche Teile der Lebensmittelkette von biologischen Lebensmitteln und solchen mit geografischen Angaben repräsentierten. In Serbien deckte die Kombination von Satellitendaten und Nahinfrarot-Sensorik Diskrepanzen zwischen den deklarierten ökologischen Anbaumethoden und den tatsächlichen örtlichen Bedingungen auf. In Spanien bestätigte der DNS-Test die Echtheit der Muschelarten, während in Tschechien IoT-Geräte und Blockchain die automatische Ausstellung digitaler Transportzertifikate demonstrierten. Die Pilotvorhaben validierten außerdem jedes Werkzeug unter realen Betriebsbedingungen und bestätigten damit, dass das integrierte System Inkonsistenzen erkennen und die Verifizierungs-Entscheidungen beschleunigen kann. Zertifizierungsstellen und Landwirte berichteten von einem geringeren Verwaltungsaufwand und einem vereinfachten Zugang zu Konformitätsdaten, während die Interoperabilität der Plattform einen reibungslosen Datenaustausch zwischen allen Interessengruppen der Wertschöpfungskette gewährleistete. Darüber hinaus stellte THEROS die Verifizierung von punktuellen Inspektionen auf einen kontinuierlichen digitalen Prozess um. Die Erdbeobachtung liefert regelmäßige Aktualisierungen, Sensoren und Blockchain gewährleisten manipulationssichere Datenverwaltung, und DNS- oder Nahinfrarot-Werkzeuge ermöglichen sofortige, vor-Ort-Überprüfungen in Laborqualität. Im Ergebnis wird der Erkennungsprozess beschleunigt, die Häufigkeit wiederholter Prüfungen verringert und eine stärkere Beweisführung entlang der gesamten Wertschöpfungskette ermöglicht.
Dauerhaftes Vertrauen aufbauen
Über die Technologie hinaus verändert THEROS auch die Funktionsweise von Verifizierungssystemen, sowohl für Landwirte als auch für Inspektoren. Die Hersteller können verifizierte Daten direkt auf dieselbe Plattform hochladen, die auch von den Zertifizierern verwendet wird. Somit wird aus der Einhaltung der Vorschriften eine Zusammenarbeit. Im Rahmen des Projekts wurde außerdem das Werkzeug „Green Accountability Tool“(öffnet in neuem Fenster) entwickelt, um die Umweltleistung von landwirtschaftlichen Betrieben und Produkten im Laufe der Zeit zu bewerten. Es fasst Indikatoren wie den CO2-Fußabdruck und die Bodengesundheit in einem visuellen Dashboard zusammen und hilft damit den Herstellern, ihre Anbaumethoden zu verbessern und den Behörden klare Daten zur Nachhaltigkeitsleistung bereitzustellen. Auf lange Sicht zielt das Projekt darauf ab, digitales Vertrauen im gesamten Lebensmittelsystem zu einem gemeinsamen Gut zu machen. THEROS beabsichtigt, die Inspektionskosten um bis zu 30 % zu senken und die Verifizierung um 40 % zu beschleunigen, während gleichzeitig Betrug entlang der gesamten Wertschöpfungskette reduziert wird. Das Team plant, das System auch nach Projektende weiterzuführen und es zu einer digitalen Infrastruktur auszubauen, die eine authentische und nachhaltige Nahrungsmittelerzeugung in Europa unterstützt. „Unsere Vision ist es, dass THEROS langfristig zu einer Referenz für Transparenz und Vertrauen in nachhaltige Lebensmittelsysteme wird“, schließt Amditis.
