Künstliche Intelligenz im Einsatz für Umwelt und Nachhaltigkeit

Künstliche Intelligenz für Umwelt und Nachhaltigkeit einsetzen – unter diesem Motto hat die DAM gemeinsam mit dem Bundeswettbewerb Künstliche Intelligenz (BWKI) einen Sonderpreis ausgelobt, der am Freitag, 12. November, der erstmals auf dem großen BWKI-Finale in Tübingen verliehen wurde. Die Gewinnerin Katharina Bade konnte die die 12-köpfige Jury mit ihrem „Falken-Fernsehen“ überzeugen.  Unter dem Dach ihres Magdeburger Gynmasiums nisteten zwei Turmfalkenpaare, die mit versteckter Kamera gefilmt und per Livestream verfolgt werden konnten. Die 19-Jährige entwickelte ein KI-gestütztes Verfahren, mit dem Bruterfolg und Aufzuchtbedingungen analysiert und bewertet werden können. „Mit meinem Projekt möchte ich den Arten- und Umweltschutz unterstützen“, sagt Katharina Bade. „Außerdem war es toll zu sehen, wie viele Zuschauer mit den brütenden Vögeln mitgefiebert haben und sich nun vielleicht stärker für die Natur engagieren.“ Inspiration für die Weiterentwicklung ihrer KI, die sie auch für weitere Tierarten anwenden möchte, bekommt Katharina Bade durch den Forschungsaufenthalt an einem Meeresforschungsinstitut, den sie neben 500 Euro Preisgeld gewonnen hat. Die Einsatzgebiete von KI sind auch in den Meereswissenschaften vielfältig.

KI im Einsatz für die Meeresumwelt

Unsere Gesellschaft steht vor großen Herausforderungen, Klimawandel und Umweltzerstörung müssen gebremst, die Zukunft einer wachsende Weltbevölkerung nachhaltig gestaltet werden. KI ist ein Werkzeug, das dazu beitragen kann, klug und schonend mit unseren natürlichen Ressourcen umzugehen. KI kann Muster in komplexen Daten erkennen, aus diesen Daten lernen und das Gelernte nutzen, um optimierte Lösungen für komplexe Probleme hervorzubringen. Mit KI-basierten Methoden lassen sich beispielsweise Umweltverschmutzungen aufspüren, Mülltrennung und Kreislaufwirtschaft intelligent gestalten, nachhaltige Lösungen für die Agrarwirtschaft finden, Energie sparen und Ressourcen schonen. Auch der Gesundheitszustand der Ozeane, die Dreiviertel der Erde bedecken, lässt sich mit KI nicht nur besser bestimmen, sondern auf der Basis wissenschaftlicher Daten auch gezielt verbessern. Die Daten liefert unter anderem ein globales Netzwerk autonomer Tauchbojen auf den Ozeanen, deren Messungen in Klimaprognosen und Ozeanvorhersagen eingehen.

„In der modernen Meeresforschung gewinnen wir enorme Mengen an Beobachtungsdaten, aus denen wir mittels künstlicher Intelligenz empirisches Wissen als Grundlage für gezieltes und nachhaltiges Handeln generieren“, sagt der Meeresphysiker Oliver Zielinski, der das Zentrum für Marine Sensorik an der Universität Oldenburg leitet und zugleich am Deutschen Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) tätig ist, wo er den Forschungsbereich Marine Perception und das Kompetenzzentrum KI für Umwelt und Nachhaltigkeit leitet. Zielinski und sein Team kombinieren Methoden künstlicher Intelligenz und neuartige Sensorik, um die Datenmengen besser und schneller auswerten zu können.

Wie die KI-gestützte Analyse von Sensordaten ganz konkret dazu eingesetzt werden kann, den Zustand der Meeresumwelt zu verbessern, zeigt das Beispiel der Müllerfassung in asiatischen Flüssen, über die erhebliche Mengen von Plastikmüll in den Ozean eingetragen werden. Die Forscherinnen und Forscher nutzen Bilddaten von Drohnenflügen und künstliche tiefe neuronale Netzwerke, um sowohl die Menge des Mülls zu bestimmen als auch dessen Zusammensetzung. Die Analysen können den Verantwortlichen vor Ort dabei helfen, die Quellen des Plastikmülls zu identifizieren und Gegenmaßnahmen einzuleiten. „Dieses Werkzeug wollen wir Behörden, Bürgern und Organisationen für einen besseren Umweltschutz zur Verfügung stellen“, sagt Zielinski. Mittlerweile wurde das System auch an vermüllten Staudämmen in Serbien und Bosnien-Herzegowina eingesetzt sowie nach der Hochwasserkatastrophe in Deutschland. Die gewonnenen Daten ermöglichen eine gezielte Müllbeseitigung und helfen dabei, die Eintragsquellen zu ermitteln.

Kontakt

Ute Wilhelmsen
Leiterin Kernbereich Transfer
wilhelmsen(at)deutsche-meeresforschung.de

Header-Bild: Abbildung: DFKI, Foto: KCC Key Consultants Cambodia.