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Mit ‚Shazam4Nature‘ der Natur auf der Spur

Vom 17.07.2019

Microsoft unterstützt fünf neue KI-Projekte in den Bereichen Umweltschutz, Artenschutz und Nachhaltigkeit. In den nächsten Wochen stellen wir hier die Teams aus Deutschland vor, die mit ihren innovativen Ideen den Sprung in das weltweite AI for Earth-Programm von Microsoft geschafft haben.

Unsere gesamte Biosphäre ist massiv bedroht. Laut einem neuen Bericht des Weltbiodiversitätsrats (IPBES) sind eine Million Arten in den kommenden Jahren und Jahrzehnten vom Aussterben bedroht. Gleichzeitig schrumpft auch die Vielfalt der Ökosysteme immer schneller. Es muss also dringend etwas geschehen. Allerdings wissen wir immer noch zu wenig darüber, mit welchen Maßnahmen wir Biodiversität am effizientesten fördern können – zum einen, weil die sensiblen Systeme von Flora und Fauna extrem komplex und eng miteinander verzahnt sind und zum anderen, weil es an gesicherten Erkenntnissen über existierende Populationen mangelt. Hier setzt das Projekt ‚Shazam4Nature‘ an, das beim EarthLab von Microsoft Berlin und Fraunhofer CeRRI entstanden ist.

Felix Govaers, studierter Mathematiker und Forscher am Fraunhofer FKIE, wirkt bereits bei AMMOD mit, einer Art ‚Wetterstation für die Artenvielfalt‘. „Eine großartige Sache“, so Govaers, „allerdings sehr aufwendig und teuer“. Er wollte herausfinden, ob sich ein ähnliches System nicht auch kleiner, günstiger entwickeln ließe, quasi mit „Technik aus dem Supermarkt“ und damit auch für einen flächendeckenden Einsatz geeignet. Mit dieser Idee reiste Govaers zum Earth Lab und fand dort sofort Unterstützer: den Nachhaltigkeitsexperten Tobias Ludes, den Umweltingenieur David Gackstetter und den Datenspezialisten Bülent Caliskan. Gemeinsam entwickelten sie binnen zwei Tagen ein Konzept mit dem Arbeitstitel ‚Shazam4Nature‘, ein akustisches Biodiversitäts-Monitoringsystem, das die Laute von Tieren über empfindliche Mikrophone einfängt, aufzeichnet und die akustischen Signale anschließend mithilfe von KI in der Azure-Cloud auswertet.

Auf einem Acker könnte das System beispielsweise die Geräusche von Insekten aufnehmen und ein Bild der existierenden Populationen zeichnen. Über einen längeren Zeitraum ließe sich vor Ort auch messen, wie sich bestimmte Einflussfaktoren (z.B. Pestizid- oder Düngereinsatz, Saatgutauswahl, Straßenbau oder Brachflächen) auswirken. Diese Informationen sind nicht nur für Wissenschaftler oder Umweltschützer interessant, sondern auch für die Landwirtschaft oder die Nahrungsmittelindustrie.

Wenn Unternehmen beweisen können, dass sie sich erfolgreich für den Artenschutz einsetzen, ist das letztlich auch ein Marketingargument.

Felix Govaers, ‚Shazam4Nature‘ (Arbeitstitel)

Direkt im Anschluss an das EarthLab hat sich Govaers mit seinem Team bei  AI for Earth beworben – und hielt nur wenige Wochen später die Zusage in der Hand. Die notwendige Hardware in Form von preisgünstigen Akustik-Sensoren ist auch bereits bestellt. Im nächsten Schritt geht es darum, tiefer in die Microsoft-Technologie einzusteigen, um die Möglichkeiten der von AI for Earth zur Verfügung gestellten Infrastruktur voll ausschöpfen zu können. Zusätzliche Unterstützung beim Thema Machine Learning erhält das Projekt demnächst von der Uni Bonn: Dort werden Masterstudenten mithilfe frei verfügbarer Trainingsdaten aus dem Internet eine KI darauf trainieren, die akustischen Signale, die die Sensoren empfangen, bestimmten Tierarten zuzuordnen. Wenn alles nach Plan läuft, soll noch in diesem Jahr ein erster Prototyp von ‚Shazam4Nature‘ der Natur auf die Spur kommen.

AI for Earth

Das Programm AI for Earth unterstützt ForscherInnen und Organisationen dabei, mithilfe von Künstlicher Intelligenz neue Ansätze zum Schutz von Wasser, Landwirtschaft, Artenvielfalt und Klima zu entwickeln. In den kommenden fünf Jahren wird Microsoft weltweit 50 Millionen Dollar in “AI for Earth” investieren. Um Teil des „AI for Earth“-Programms zu werden, können sich EntwicklerInnen, ForscherInnen und Organisationen mit ihrer Idee für einen sogenannten „Grant“ bewerben. Überzeugen sie die Jury aus Microsoft-VertreterInnen, erhalten sie finanzielle und technologische Unterstützung und profitieren außerdem von Wissenstransfer und Kontakten innerhalb des globalen AI for Earth-Netzwerk. Im Rahmen unseres EarthLab und darüber hinaus konnten fünf Ideen überzeugen und werden zukünftig Teil unseres AI for Earth Programms sein, um so ihre ökologischen Innovationen weiter voranzutreiben.

Unter #DigitalFuerAlle können Sie die Entwicklung der Projekte und unserer #AIforEarth-Initiative weiter verfolgen.

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