v1.0 Mit künstlicher Intelligenz den Wald retten, kann das funktionieren? Kann man mithilfe schlauer Maschinen Tiere schützen? Naturschutz und KI, wie passt das zusammen? Untertitel: WDR mediagroup GmbH im Auftrag des WDR Meine 1. Station: ein Wald in der Nähe von München. Auf den 1. Blick ein normaler Wald. Aber dann entdecke ich einen Baum mit einem seltsamen Gestell. Wozu das gut ist, erfahre ich von Fabian, der sich mit der Zukunft des Waldes beschäftigt. Wofür braucht ihr diese Gestelle? Das ist ein Messbaum. Da messen wir verschiedene Sachen. Z.B. wie der Baum wächst. Dann haben wir Sensoren im Boden. Da wird z.B. die Bodenfeuchte und die Bodentemperatur gemessen. All das sagt uns, wie es dem Baum gerade geht. Vielen Wäldern geht es zurzeit nicht so gut. Sie haben v.a. damit zu kämpfen, dass es sehr trocken und heiß ist. Dadurch sind die Bäume geschwächt und anfälliger für Schädlinge und Waldbrände. Um die Wälder zu schützen und sie für die Zukunft fit zu machen, wollen Fabian und sein Team erfahren, wie gesund die Bäume sind. Dabei helfen ihnen Daten solcher Messgeräte. Dann machen wir das komplett um den Baum. In diesem Teil hier mit der Feder steckt der Sensor. Der erfasst die Dicke des Baumes. Wenn der Baum zu wenig Wasser bekommt, schrumpft der Umfang. Ist das der Sensor? - Das ist der Sensor. Was als Nächstes kommen würde, ist unsere Sendeeinheit. Damit werden die Daten an einen Computer übertragen. Dann stecken wir noch diesen Sensor in den Boden, der dort die Feuchtigkeit und Temperatur misst. Und wir wollen wissen, wie es den Blättern geht. Dafür muss diese Kamera in die Baumkrone. Das übernimmt Michi, er ist Baumkletterer. Auf den Fotos sieht man, ob die Spannung der Blätter nachlässt und sie runterhängen. Dann bekommt der Baum zu wenig Wasser. All diese Daten verraten, wie es dem Baum geht. Zusätzlich werden Drohnen- und Satellitenaufnahmen gemacht. All die Daten und Fotos sollen helfen, den Wald zu schützen. Dafür müssen sie ausgewertet werden. Ihr habt eine künstliche Intelligenz entwickelt, die diese Auswertung machen soll. Wie das funktioniert, gucken wir uns gleich an. Erst mal klären wir, was künstliche Intelligenz überhaupt ist. Vereinfacht kann man sagen, dass eine künstliche Intelligenz ein Computersystem ist, das aus Erfahrungen lernen kann. Fachleute sagen auch gerne maschinelles Lernen dazu. Solche Computersysteme werden meist mit ganz vielen Daten für bestimmte Aufgaben trainiert. Sie können sich dabei selbst verbessern. Wahrscheinlich habt ihr auch schon mal mit künstlicher Intelligenz zu tun gehabt, z.B. bei der Gesichtserkennung auf eurem Handy. Sie kennt euer Gesicht irgendwann so gut, dass sie auch im Dunkeln funktioniert. Auch in Sprachassistenten steckt KI. Sie wurden dafür trainiert, uns Menschen zu verstehen. V.a. da, wo große Mengen an Date und Informationen eine Rolle spielen, sind KI-Systeme eine große Unterstützung. So wie bei Fabians Projekt. Die Messungen im Wald erzeugen große Datenmengen, die die KI auswertet. Mit diesen Infos wollen Fabian und sein Team mehr über die Zukunftswälder herausfinden. Zukunftswald ist ein ganz wichtiger Begriff. Da ist die Frage: Wie werden unsere Wälder in Zukunft aussehen? Wir sehen die ersten Effekte vom Klimawandel. Wir haben mehr Trockenheits-, mehr Hitzeereignisse. Baumarten, die wir in Deutschland haben, fühlen sich da nicht wohl. Fabian und sein Team wollen herausfinden, welche Baumarten besser mit Hitze klarkommen und gepflanzt werden sollten. Damit wir auch in Zukunft einen gesunden Wald haben, wo sich wir wohlfühlen, aber auch die Bäume. Noch steckt das Projekt am Anfang. Aber mithilfe der KI werden bald die ersten Erkenntnisse vorliegen. Aber auch in anderen Bereichen können KI-Systeme den Umweltschutz unterstützen. Es wird z.B. an einer KI geforscht, die Abfälle im Wasser erkennen und einsammeln soll. Das Thema Müll ist ein riesiges Umweltproblem. In eine ähnliche Richtung geht dieser Roboter, der an Stränden selbstständig Zigarettenkippen sammelt. Eine andere KI kann Schadstoffe in der Luft erkennen und soll so helfen, die Luftqualität zu verbessern. Künstliche Intelligenz hat viele Anwendungsmöglichkeiten im Naturschutz. Ich besuche ein Projekt, bei dem ein Fotoshooting ansteht. Was es damit auf sich hat? Kommt mal mit. Das hier ist das Max-Planck- Institut für Verhaltensbiologie. Hier bin ich mit Dr. Hanja Brandl verabredet. Sie wird das Fotoshooting betreuen. Heute werden wir Fotos machen von Kohlmeisen. Diese Fotos verwenden wir, um unsere künstliche Intelligenz zu trainieren, Kohlmeisen voneinander zu unterscheiden. Da die KI noch in der Trainingsphase ist, müssen Hanja und ihre Kollegen zuerst ein paar Meisen fangen. Dafür spannen sie dieses Netz auf. Schnell fliegen die ersten Vögel hinein. Das Team befreit sie sofort. Dann werden die Meisen vorsichtig gemessen und gewogen. Außerdem bekommt jede einen Mikrochip ans Bein. Der tut nicht weh und stört auch nicht. Der Mikrochip sagt dem Computer, zu welcher Kohlmeise die Fotos gehören. Wir haben hier diesen Mikrochip mit einer Nummer. Wir könnten auch Namen geben. Wir könnten sagen, dass das Kohlmeise Saskia ist. So lernt die künstliche Intelligenz, diese Tiere zu unterscheiden. Nach dem Chippen werden die Kohlmeisen freigelassen. Nun kann das Fotoshooting beginnen. An dieser Futterstelle wurden 3 Kameras angebracht und eine Kiste mit jeder Menge Technik. Jetzt müssen wir auf unsere Models warten. Nämlich Kohlmeisen mit Chip am Bein. Zuerst schauen nur Blaumeisen vorbei. Aber dann lassen sich Kohlmeisen blicken. Die erkennt man am schwarzen Kopf. Ob das Fotoshooting geklappt hat und sogar Meise Saskia dabei war? Die Fotos, die wir mit den Kameras gemacht haben, können wir uns anschauen. - Gerne. Hier haben wir eine schöne Aufnahme. Wir sehen, dass die diesen Mikrochip hat. Wir haben immer 3 Perspektiven. Was passiert jetzt mit den Bildern? Was ist das Ziel eurer KI? Ich verwende z.B. die KI auch, um das Sozialverhalten von Vögeln zu untersuchen. Welcher Vogel ist mit welchem Vogel befreundet? Wenn eine Krankheit, eine Naturkatastrophe, wissen wir: Geht es Saskia gut, kommt Saskia immer wieder vorbei? Wenn Saskia auf keiner Kamera mehr auftaucht, ist Saskia vielleicht ums Leben gekommen. Damit diese KI auch Kohlmeisen ohne Chip erkennen kann, muss sie trainiert werden. Hanja hat deshalb noch eine andere Kamera aufgehängt, die auch ungechippte Vögel fotografiert. Noch braucht die KI sehr viele Bilder von jeder Kohlmeise, um sie wiederzuerkennen. Ich denke, dass die Rolle der künstlichen Intelligenz im Naturschutz immer größer werden wird. Sobald diese Systeme gut funktionieren, dieses Kamerasystem z.B., wird unsere Arbeit erleichtert. Im Moment müssen wir viele Menschen hinausschicken, die stundenlang die Vögel beobachten. So eine billige Kamera, die den ganzen Tag Fotos aufnimmt, ist eine bessere Lösung. Unser System wird nur für Vögel funktionieren, weil das die Vogelmerkmale lernt. Es gibt andere Forschergruppen, die z.B. für Schimpansen solche Systeme entwickelt haben. Das klingt, als könnten KI-Systeme eine Hilfe für den Umweltschutz sein. Wenn sie richtig eingesetzt werden. Natürlich müssen wir alle mithelfen, dass unsere Umwelt geschützt wird. Was ist euch beim Naturschutz wichtig? Schreibt mir auf 9einhalb.de. Tschüs. Copyright WDR 2022