System für das automatisierte Monitoring von Zucker, Fett und Salz in Fertigprodukten
Suche nach Entlastung bei der Datenerhebung mittels künstlicher Intelligenz (KI)
Das MRI führt im Rahmen der Nationalen Reduktions- und Innovationsstrategie jährlich ein Produktmonitoring durch. Dabei werden die Zucker-, Fett-, Salz- und Energiegehalte von Fertigprodukten manuell erfasst und im Zeitverlauf beobachtet. Die Recherche der Daten ist sehr arbeits- und zeitintensiv.
In dem im Juli 2024 abgeschlossenen Verbundprojekt RePro (Reduktions-Produktmonitoring) sollte ein effizientes System zur Erfassung von Energie- und Nährstoffdaten zu Fertigprodukten aus Onlinequellen entwickelt werden. Ziel des durch das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) geförderten Projektes war es, das manuelle Produktmonitoring durch einen so weit wie möglich automatisierten Prozess abzubilden.
Angestrebte Funktionsweisen
Die Komponenten des RePro-Systems:
- RePro-Crawler (Datensuche)
- RePro-Wrapper (Datenextraktion)
- RePro-Storage (Datenspeicherung)
- RePro-Analyse (Datenanalyse)
- RePro-Dashboard (Datenverwaltung)
Im RePro-System werden die Produktdaten mit Hilfe einer Internet-Metasuchmaschine (RePro-Crawler) aus vordefinierten Onlinequellen erfasst, etwa von den Websites der Lebensmittelhersteller oder Supermärkte. Aus diesen Daten können relevante Informationen wie Produktbezeichnung, Hersteller, Zutatenliste sowie Energie- und Nährstoffgehalte der Fertigprodukte extrahiert (RePro-Wrapper) und gespeichert werden (RePro-Storage).
Bei der Datenanalyse (RePro-Analyse) werden Fertigprodukte beispielsweise in vordefinierte Produktgruppen unterteilt und die Energie- und Nährstoffgehalte im Zeitverlauf verglichen. Die Ergebnisse der Analyse können auf einer internen Datenverwaltungsplattform (RePro-Dashboard) aufbereitet werden. Für die technische Umsetzung des RePro-Systems waren das Software-Unternehmen snoopmedia GmbH (Projektkoordinator) und das KI-Unternehmen elevait GmbH & Co. KG zuständig.
Forschungsbeitrag des MRI
Das Institut für Ernährungsverhalten am MRI definierte im Rahmen seines ernährungs- und lebensmittelwissenschaftlichen Beitrags zum Projekt die Anforderungen an das RePro-System. Außerdem evaluierte es die Ergebnisse der automatisierten Erfassung anhand des manuellen Produktmonitorings.
Ergebnisse der Evaluation
Um das RePro-System zu evaluieren, wurden die Ergebnisse der automatisierten Erfassung mit denen des manuellen Produktmonitorings des MRI aus dem Jahr 2022 verglichen. Mit dem RePro-System wurden rund halb so viele Produkte wie im manuellen Produktmonitoring erhoben. Die Erfassung der Produktinformationen von den Websites der Supermärkte war technisch einfacher umsetzbar als von den Websites der Lebensmittelhersteller. Aufgrund der Heterogenität der Produkte musste der automatisch generierte Datensatz anschließend noch manuell nachbearbeitet werden.
Insgesamt war der Erfassungs- und Bearbeitungsaufwand mit dem RePro-System geringer als beim manuellen Produktmonitoring. Die automatisierte Erhebung umfasste jedoch weniger Datenquellen. Im RePro-System wurden die Produkte über einen regelbasierten Ansatz kategorisiert. Die getesteten KI-Technologien zur Bilderkennung müssen für eine valide Kategorisierung weiter optimiert werden. Die Verteilung der Energie- und Nährstoffgehalte war in den automatisch erhobenen Daten und im manuellen Produktmonitoring vielfach ähnlich.
Künftige Ansätze mit neuen Technologien
Das RePro-Projekt hat wichtige Erkenntnisse geliefert, wo und wie das Produktmonitoring zumindest teilweise automatisiert werden kann. In der Zwischenzeit haben sich zudem bedeutende technologische Neuerungen ergeben, die perspektivisch auf ihre Nutzbarkeit geprüft werden sollten. Zu erforschen wäre zum Beispiel, inwiefern der Einsatz neuer und verbesserter KI-Anwendungen wie Large Language Models die Automatisierung weiter voranbringen kann.
Weitere Monitoring-Projekte:
- Produktmonitoring
- Monitoring für die Reformulierung verarbeiteter Lebensmittel (Best-ReMaP )