Künstliche Intelligenz kann helfen, das Artensterben zu verhindern

NATURSCHUTZ

KI kann zum Beispiel im Naturschutz sehr hilfreich sein. Wenn bestimmte Arten mit Hilfe moderner Satelliten- und Drohnentechnologie engmaschig überwacht werden, entsteht dadurch ein umfangreiches Konvolut an wertvollen Daten. Diese Daten wären ohne KI nur von geringem Nutzen. KI kann sie jedoch sehr rasch verarbeiten und damit rascher sinnvolle Informationen bereitstellen als der Mensch. So erhalten wir Aufschluss darüber, warum die Biodiversität abnimmt, und können Lösungen finden, um diese Entwicklung zu stoppen. In ersten Projekten wird KI bereits erfolgreich für solche Zwecke eingesetzt.

Artenschutz: „Map of Biodiversity Importance“ von NatureServe*

NatureServe hat mit der Unterstützung von Esri*, The Nature Conservancy* und dem AI for Earth-Programm von Microsoft* ein Projekt mit dem Namen „Map of Biodiversity Importance“ ins Leben gerufen. Es misst, wie stark die Artenvielfalt in den USA bedroht ist. Mit Hilfe von maschinellem Lernen und Einflussvariablen für die Umwelt kann das Programm Habitate für 2.216 Arten modellieren und Big Data in Form von Karten visualisieren. So kann die Biodiversität regional gestärkt werden.⁶

Entwaldung verhindern – Gramemer* sorgt für optimale Bedingungen für Wälder

Wälder bedecken 31% der Erde und beherbergen 80% der Tier- und Pflanzenarten auf dem Land. Durch Entwaldung wird die beträchtliche Artenvielfalt in den Wäldern in manchen Regionen der Welt gefährdet. Besonders deutlich stellt sich dieses Problem im Amazonasbecken, wo der Wald vor allem durch illegale Aktivitäten wie Landnahme, Brandstiftung und illegalen Bergbau und Holzeinschlag zerstört wird.

Die Kronendächer werden bereits intensiv mit moderner Technik überwacht. Die Frage ist jedoch, wie die umfangreichen Datensätze am besten analysiert werden können; es wäre viel zu teuer, dies von Menschen machen zu lassen. Genau hier kommt KI ins Spiel.

KI kann Pflanzen- und Baumarten mit einer Treffsicherheit von 85% identifizieren – also derselben Genauigkeit wie ein Mensch.

KI hat einige der vielversprechendsten Innovationen ermöglicht, um Entwaldung zu verhindern. Das Data Science-Unternehmen Gramemer nutzt z.B. neuronale Netzwerke, um Pflanzen- und Baumarten mit einer Treffsicherheit von 85% zu identifizieren – etwa genauso präzise wie Menschen, aber sehr viel schneller.

Unternehmen wie IBM* nutzen Sensoren zur Überwachung von Regenwäldern und verwenden für die Auswertung Analysesoftware, die bis zu 10.000 Datenpunkte pro Sekunde verarbeiten kann. Gesammelt werden z.B. Angaben zum CO₂-Gehalt, zur Bodenfeuchtigkeit, zur relativen Feuchtigkeit oder zum Luftdruck. Damit lassen sich Dürren oder auch eventuelle Waldbrände voraussagen. Außerdem wird deutlich, wie Regenwälder auf Entwaldung und Klimawandel reagieren.⁷

Und es gibt noch weitere innovative Initiativen. Die Non-Profit-Organisation Rainforest Connection* setzt in Regenwäldern recycelte Handys ein, die unverzüglich eine Benachrichtigung senden, wenn sie das Geräusch einer Kettensäge oder andere Hinweise auf illegalen Holzeinschlag erkennen.⁸

Gegen Wilderei vorgehen und gefährdete Arten nachverfolgen – das KI-basierte Kamera-Warnsystem WildEyes™ von RESOLVE* und CVEDIA*

Durchschnittlich sterben jeden Tag etwa 96 afrikanische Elefanten durch Wilderei. Diese Elefantenart könnte noch zu unseren Lebzeiten vollständig aussterben, wenn wir nichts dagegen tun.

KI kann dabei helfen, die von den Naturschutzbehörden über Jahre hinweg gesammelten Daten zu Wilderei zu analysieren. Dazu gehören z.B. Sichtungen von bestimmten Tierarten, Angaben zu Fallen, tierischen Überresten usw. Mit Hilfe von KI-Algorithmen lässt sich dann das Verhalten der Wilderer vorhersagen. Algorithmen können auch die Effektivität von Rangerpatrouillen verbessern.⁹

Die Computerwissenschaftlerin Dr. Olga Isupova von der Universität Bath hat einen Algorithmus entwickelt, der Drohnen, tief fliegende Flugzeuge und eine Bildanalyse-Technologie mit dem Namen Convolutional Neural Networks (CNN) verwendet, um die Standorte von Tieren in sehr großen Arealen zu ermitteln und sie besser zu verfolgen, zu zählen und zu schützen.¹⁰

Das KI-basierte Kamera-Warnsystem WildEyes™, das von RESOLVE und CVEDIA entwickelt wurde, nutzt kleine, vor Wilderern gut zu versteckende Geräte, um Nashörner (eine besonders bedrohte Art) in ihrem natürlichen Habitat aufzuspüren. Wenn die Bewegungssensoren der Kamera ansprechen, ermittelt der Computeralgorithmus, ob sich Nashörner oder Menschen in Reichweite der Kamera bewegen. Die Bilder werden dann nahezu in Echtzeit auf die Smartphones der Ranger übertragen. Solche Kameras können bei der Bekämpfung von Wilderei sehr hilfreich sein, zumal sie an strategischen Punkten entlang von Wildererpfaden platziert werden können.¹¹

POSITIVE AUSWIRKUNGEN AUF DIE UMWELT

Erzeugung von grüner Energie

KI bietet ein enormes Potenzial für den Umweltschutz und den Kampf gegen den Klimawandel – aber sie wirft auch Probleme auf. So benötigt sie umfangreiche Rechenleistungen und verbraucht dementsprechend viel Strom. Wie Stephan Richter, einer der Autoren der Studie „Künstliche Intelligenz im Umweltbereich“ des Umweltbundesamtes feststellte: „KI ist ein Werkzeug, keine Lösung“.¹² 

Jede Technologie hat negative Externalitäten. Der Einsatz der Technologie macht den Unterschied. Wenn KI dazu verwendet wird, CO₂-Emissionen zu reduzieren und verstärkt erneuerbare Energien zu nutzen, lassen sich auch ihre negativen Folgen für die Umwelt verringern. Der Energiesektor könnte insofern in beträchtlichem Maße vom Einsatz von KI profitieren. Dieser Sektor emittiert nämlich beträchtliche Mengen an Treibhausgasen, so dass KI durch eine Reduzierung der Emissionen positive Auswirkungen haben kann.

HyAI (durch KI kontrollierte Technologien zur Wasserstoffspeicherung) kann die Erzeugung von grüner Energie und ihre Einspeisung ins Netz optimieren.¹³

Plastik abschaffen

In bestimmten Bereichen des Pazifischen Ozeans messen ganze Armeen von Drohnen, wie viele Plastikabfälle in den Weltmeeren schwimmen. Bei jedem Flug schießen die auf ihnen montierten Kameras Tausende Luftbilder. Ein KI-Algorithmus analysiert sie, erkennt Plastik und unterscheidet es von anderen Objekten wie Muscheln oder Quallen. Auf dieser Grundlage wird dann eine Open Source-Karte erstellt, so dass dort eingegriffen werden kann, wo es am nötigsten ist.¹⁴

Mit Hilfe dieser innovativen Technologie lässt sich der Weg von Plastikabfällen nachverfolgen, so dass das Problem an der Quelle gelöst werden kann. Mit Hilfe von KI lassen sich auch Datensimulationen und Modelle entwickeln, um vorherzusagen, wo sich Plastikansammlungen im Meer bilden. So lassen sich mit Hilfe der KI Muster feststellen, die zuvor unbeobachtet geblieben sind.