Copyright: Dr. Theodor Hengstermann
Die Ausgangssituation: Was ist die ökologische Herausforderung?
Eine Schildkröte, die in Plastikmüll festhängt oder vermüllte Strände. Solche Bilder machen deutlich: Plastikmüll in Gewässern und im Meer ist ein drängendes globales Umweltproblem. Um die Verschmutzung gezielt zu bekämpfen, müssen die Quellen, Verbreitungswege und Ansammlungspunkte des Mülls bekannt sein.
Ein vielversprechender Ansatz ist die Fernerkundung, die bereits für die Einschätzung von Ölverschmutzungen verwendet wird. Dazu werden Fluggeräte eingesetzt, die mit spektralen und bildgebenden Sensoren ausgestattet sind. Diese Technologie lässt sich auf die Erfassung von Plastikmüll übertragen, ist aber für diesen Anwendungsfall bislang noch wenig erprobt.
Die Idee: Welchen Beitrag kann KI konkret leisten?
Das Vorhaben „PlasticObs_plus“ will diese Lücke schließen. Mit Hilfe eines gekoppelten KI-Systems wird luftgestützt auf Gewässern schwimmender sowie angespülter Plastikmüll detektiert, um Quellen und Verbreitungswege des Mülls zu identifizieren. Der Einsatz von maschinellem Lernen und weiteren KI-Techniken hilft dabei, Muster zu erkennen und Entscheidungen zu unterstützen.
Das Projektteam bezieht dabei Netzwerkpartner aus der Umweltüberwachung und der Küstenforschung ein. Zudem stellt es Daten aus der Meeresüberwachung zusammen, die von Flugzeugen gesammelt wurden. Dieser Datenpool ist die Basis, auf der das Grundgerüst eines KI-Systems festgelegt wird. Mit den Daten wird das System trainiert und getestet.
Im Ergebnis soll die zeitliche Verteilung und Vektoren von Plastikmüll graphisch in Karten dargestellt werden sowie Informationen über die Zusammensetzung des Mülls zur Verfügung gestellt werden.
Der Ausblick: Welchen Leuchtturmcharakter hat das Projekt?
Das Projekt entwickelt einen innovativen Ansatz, der zum Monitoring von Plastikeinträgen in Meeren, Küstengebieten und Flüsse beitragen kann. Die Kommunikation der Projektergebnisse hilft zudem, ein erhöhtes Bewusstsein in der Bevölkerung dafür zu schaffen, unnötige Kunststoffverpackungen und -produkte zu vermeiden.
Ergänzend wird das Projekt die verwendeten KI-Methoden über offene Softwareplattformen und Publikationen bereitstellen. So können andere Projekte weltweit die Methoden nutzen, um Plastikmüll in ihren Bild- und Sensordaten zu detektieren.
