Umweltfestival Berlin: KI-Ideenwerkstatt präsentiert CO2-Ampel und KI-basierte App
© ZUG / Johannes Buchner
Die KI-Ideenwerkstatt für Umweltschutz hat sich am 4. Juni 2023 mit ihrem Angebot auf dem Umweltfestival in Berlin, Europas größter ökologischer Erlebnismeile, präsentiert.
Am Stand auf der Straße des 17. Juni zeigte das Team der KI-Ideenwerkstatt ganz praktisch, wie handelsübliche Sensoren die Messung von CO2 und Luftqualität auch ohne teure Spezialgeräte ermöglichen. Kohlendioxid (CO2) ist ein farb- und geruchloses Gas und ein natürlicher Bestandteil der Umgebungsluft. Ebenso sind mit ähnlichen Sensoren weitere Messungen von Umweltdaten möglich, zum Beispiel von Feinstaub, was Bürgerinnen und Bürgern eine unabhängige Kontrolle der Luftqualität ermöglicht. Dies ist wichtig, um offizielle Messungen zu kontrollieren und eine „Demokratisierung von Umweltdaten“ sicherzustellen
Am Stand wurde eine CO2-Ampel gezeigt, die aus einem Mikrocontroller mit farbigem Display und einem Sensor besteht. Dieser liefert anhand anderer Gase und Teilchen einen guten Annäherungswert für den CO2-Gehalt der Luft, und ist dabei nicht viel größer als eine Briefmarke. Das Display besitzt mehrere farbige LED-Leuchten, die in Rot, Gelb oder Grün leuchten, je nach Programmierung der Grenzwerte für die jeweiligen Farben. So kann eine günstige „CO2-Ampel“ realisiert werden, denn die Gesamtkosten liegen bei ungefähr 30 Euro. Üblicherweise befinden sich heutzutage rund 400 ppm (parts per million) CO2 in der Luft, und hierzu gab es spannende Diskussionen mit Besucher*innen am Stand: Müssen wir akzeptieren, dass die jetzige Luftqualität der Erde normal (=grün) sein sollte, trotz der seit der Industrialisierung deutlich angestiegenen CO2-Konzentration in der Luft?
Sollten wir nicht eher das vorindustrielle Niveau der Luftqualität anstreben und die CO2-Ampel bereits gelb oder orange leuchten lassen? Dies sind genau die Fragen, die sich erst stellen, wenn es an uns liegt, die Programmierung festzulegen. Wie das funktioniert, konnte am Stand konkret ausprobiert werden, und hat zu zahlreichen angeregten Gesprächen über Sensoren und Umweltdaten geführt, die der erste Schritt dafür sind, KI für den Umweltschutz einzusetzen.
Bestimmung von Wildpflanzen mit KI-basierter App
Als zweites Element des Standes der KI-Ideenwerkstatt auf dem Umweltfestival wurde mit „Flora Incognita“ ein konkretes Beispiel präsentiert, wie Künstliche Intelligenz zum Schutz der Umwelt eingesetzt werden kann, und zwar mit einem Fokus auf den Erhalt der Biodiversität. Mit der KI-basierten App Flora Incognita des KI-Leuchtturmprojekts "Natura Incognita" konnten die Besucherinnen und Besucher vor Ort Wildpflanzen bestimmen. Dafür standen in vier Hochbeeten unterschiedliche Blumen- und Pflanzenarten bereit, was auch rege genutzt wurde.
Die Flora-Incognita-App ermöglicht die automatische Bestimmung von mehr als 16.000 Gefäßpflanzenarten. Der Bestimmungsprozess ist intuitiv: Es muss nur ein Bild der Pflanze mit der Kamera des Smartphones oder des Tablets aufgenommen werden. Die unbekannte Pflanze wird anschließend in Sekundenschnelle automatisch bestimmt. Zusätzlich zur bestimmten Pflanzenart werden anhand eines Steckbriefs weitere Informationen wie Merkmale, Verbreitung oder der Schutzstatus angezeigt. Der Identifikationsprozess erfordert eine Internetverbindung, um Bilder und Metadaten an den Server zu übertragen und die Ergebnisse zu empfangen. In Gebieten ohne Netzabdeckung können Bilder einer unbekannten Pflanze aufgenommen und später bestimmt werden. Alle Bilder werden mit einer Abfolge von tiefen neuronalen Netzen auf dem Flora-Incognita-Computercluster analysiert.
Methoden der Künstlichen Intelligenz praktisch erfahrbar
Auf kleinen Holzschildern waren die entsprechenden Namen zu den Pflanzen notiert, diese waren allerdings zunächst verdeckt. Das „Aha-Erlebnis“ der Besucherinnen und Besucher, wenn die App tatsächlich die richtige Pflanzenart erkannte, war deutlich erkennbar, und führte dazu, dass zahlreiche weitere Nutzerinnen und Nutzer gewonnen werden konnten, teilweise wurde die App sogar noch vor Ort auf dem Smartphone installiert. Es konnte so ganz praktisch erfahrbar gemacht werden, wie Methoden aus der Künstlichen Intelligenz zum Umweltschutz beitragen können. Dieses Anliegen der KI-Ideenwerkstatt traf offensichtlich einen Nerv, denn es herrschte den ganzen Tag Hochbetrieb am Stand. So konnten viele neue Kontakte geknüpft werden.
Das Umweltfestival Berlin ist ein Fest für die ganze Familie und bietet den Besuchenden Umwelt- und Klimaschutz zum Anfassen. An Ständen und auf zwei Bühnen informierten rund 250 Austeller über Umwelt, Natur, Nachhaltigkeit. Das Umweltfestival wird von dem Verein GRÜNE LIGA BERLIN e.V. organisiert.
Die KI-Ideenwerkstatt für Umweltschutz ist Teil des Fünf-Punkte-Programms des Bundesumweltministeriums. Es bündelt Initiativen, um KI gemeinwohlorientiert und umweltgerecht zu gestalten und in Wissenschaft, Wirtschaft, Zivilgesellschaft und Verwaltung einzusetzen. Die ZUG ist vom BMUV mit der Umsetzung des Projekts beauftragt.
