KI-Leuchttürme für Umwelt, Klima, Natur und Ressourcen

Die Ausgangssituation: Was ist die ökologische Herausforderung?

Die aktuelle Bundeswaldinventur zeigt, dass der Wald in Deutschland aufgrund von Schadereignissen wie Sturm und Trockenheit in einer schlechten Verfassung ist. Momentan wird mehr CO-2 emittiert als aufgenommen. Dadurch werden die nationalen Klimaziele gefährdet. Die wiederaufzuforstende Fläche beträgt aktuell in Deutschland geschätzte 490.000 Hektar. Der weltweite Waldverlust betrug 2021 elf Millionen Hektar. Daher ist Aufforstung dringend nötig, um den Waldverlust wieder auszugleichen und die Wälder resistenter zu machen. 
Es herrscht jedoch auch im Forstbereich ein großer Fachkräftemangel. Personal- und Materialeinsatz sind enorm. Zusätzlich ist in schwer zugänglichen Gebieten, wie zum Beispiel in Berg- und Schutzwäldern, die körperliche Belastung sehr hoch. Im hochalpinen Bereich wird wegen oft fehlender Zugänglichkeit Hubschrauberunterstützung benötigt. Die Pflanzleistung ist nicht ausreichend und bleibt hinter den Zielen zurück.
Diese Wälder bieten aber nicht nur wertvollen Lebensraum für Flora und Fauna, sondern erfüllen auch Schutzfunktionen für Infrastruktur, Gebäude und Menschen.

Die Idee: Welchen Beitrag kann KI konkret leisten?

Die drohnengestützte automatisierte Aufforstung bietet eine effiziente Unterstützung in der Forstwirtschaft, ohne viel qualifiziertes Forstpersonal zu binden. Mittels KI-Algorithmen werden geeignete Pflanzorte ausgewählt und eine korrekte Pflanzung gewährleistet. Der methodische Ansatz der geplanten KI-Anwendung nutzt dabei die Daten von integrierten Laserscannern, Stereo- und Multispektral-Kameras. 
So können mit geringem forstlichem Personaleinsatz hohe Pflanzzahlen erreicht werden. 
Durch mehr Aufforstung wird nicht nur mehr CO2 der Atmosphäre entnommen. Auch die lokale Temperatur wird reguliert, es werden Böden erhalten und Lebensräume für Waldtiere, Insekten und Pflanzen geschaffen und geschützt. Damit leistet das Projekt einen unmittelbaren Beitrag zum natürlichen Klimaschutz.

Der Ausblick: Welchen Leuchtturmcharakter hat das Projekt?

Die KI-Modelle und technischen Lösungen werden im Projekt so weit entwickelt und getestet, dass zum Projektende ein funktionsfähiger Prototyp aufgebaut ist, der die Leistungsfähigkeit des drohnengestützten Monitoring- und Aufforstungsverfahrens in einem realen Testfeld demonstrieren kann. Als Anschlussprojekt ist der Einsatz von KI-gesteuerten Drohnenschwärmen denkbar, wodurch sich die Pflanzleistung weiter skalieren ließe.