Ökosysteme weltweit stehen unter Druck, viele Tier- und Pflanzenarten sind bedroht oder sterben aus. Die wissenschaftliche Disziplin der Ökologie hat die Aufgabe, Wissen zu generieren, um diese drängenden Probleme zu bekämpfen. In diesem Zusammenhang arbeitet die internationale Forschungsgruppe „Mapping evidence to theory in ecology“ an der Überbrückung der Kluft zwischen euren ökologischen Studien und deren praktischer Umsetzung. Der Abschlussworkshop dieser Gruppe findet in dieser Woche am Zentrum für interdisziplinäre Forschung (ZiF) der Universität Bielefeld statt und vereint 27 Forscher*innen aus fünf Ländern, die Erkenntnisse aus Ökologie, Philosophie, Datenwissenschaft und Computerlinguistik zusammengetragen haben.
Dr. Tina Heger, Leiterin der Forschungsgruppe, betont die Schwierigkeiten bei der Zusammenführung von Wissen und erläutert, dass unzugängliches Wissen, Fehler sowie unbrauchbare Datenformate große Hürden darstellen. Zudem sind viele Studienergebnisse nicht digital verfügbar und liegen in gedruckter Form vor. Die Komplexität der Ökosysteme erschwert den Transfer von wissenschaftlichen Ergebnissen zwischen verschiedenen Systemen. Künstliche Intelligenz wird in diesem Kontext als vielversprechendes Werkzeug betrachtet, auch wenn Herausforderungen wie Halluzinationen bei großen Sprachmodellen bestehen.
Künstliche Intelligenz als Schlüsseltechnologie
Künstliche Intelligenz kann dabei helfen, die Biodiversität besser zu beobachten und die Zusammenhänge des Artensterbens sowie das Zusammenleben in Ökosystemen zu verstehen. Das Artensterben wird als ernsthafte globale Krise neben dem Klimawandel betrachtet. Laut einer Studie sind in Europa ein Fünftel aller Tier- und Pflanzenarten in den kommenden Jahrzehnten vom Aussterben bedroht. Untersuchungen zeigen, dass 79% der Nachhaltigkeitsziele durch KI positiv beeinflusst werden können, insbesondere bei umwelt- und klimarelevanten Zielen, wo diese Zahl sogar auf 93% ansteigt.
Ein Beispiel für die Anwendung von KI liefert Felix Günther, der als Ökologe im Team von BirdNet die Erkennung von Vögeln anhand ihrer Geräusche untersucht. Diese Technologie erlaubt es, die lautmalerischen Kommunikationen von über 6.000 Vogelarten zu erfassen, ohne die Tiere zu stören. Durch Audiorekorder werden umfangreiche Daten über das Leben im Wald gesammelt, die dann in eine KI eingespeist werden, um das Datenarchiv zu erweitern.
Ein weiteres Beispiel bietet Matthias Vahl, der am Fraunhofer Institut den Laichweg der gefährdeten Forelle mithilfe von Videokameras dokumentiert. KI übernimmt die zeitintensive Auswertung von 1,4 Millionen Videos, also 5.600 Stunden Filmmaterial, um schnellere Antworten auf Fragen zu den Auswirkungen von Staudämmen und Wasserkraftwerken auf den Laichweg der Meerforelle zu liefern.
Digitale Werkzeuge für die ökologische Forschung
Im Rahmen des Abschlussworkshops worken die Fellows an gemeinsamen Veröffentlichungen und Forschungsanträgen zur Erstellung eines digitalen Werkzeugkastens zur Synthese und Repräsentation ökologischen Wissens. Der Workshop dient auch als Plattform, um die während eines Hackathons entwickelten KI-Anwendungen für ökologische Fragestellungen weiter zu diskutieren.
Die Arbeitssprache des Workshops ist Englisch und fokussiert sich auf die Schnittstellen zwischen verschiedenen Disziplinen. Die Entwicklung dieses digitalen Werkzeugkastens verspricht, die Kluft zwischen Erkenntnissen aus verschiedenen Bereichen der Ökologie zu überwinden und somit zur praktischen Umsetzung der Forschungsergebnisse beizutragen.
Die aktuellen Entwicklungen in der ökologischen Forschung und die Nutzung von KI könnten einen entscheidenden Beitrag zum Schutz der Biodiversität leisten. Angesichts der Bedrohung vieler Arten ist der Einsatz innovativer Technologien umso wichtiger. Insgesamt zeigt sich, dass interdisziplinäre Ansätze und modernste Technik Hand in Hand gehen müssen, um den Herausforderungen der heutigen Zeit gerecht zu werden.
Aktuell Universität Bielefeld berichtet, dass …
Tagesschau bietet Einblicke in …
BMU erläutert …
