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Künstliche Intelligenz zur Rettung von Korallenriffen

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Intel kooperiert mit Accenture* und der Sulubaï Environmental Foundation*, um durch den Einsatz Künstlicher Intelligenz zum Erhalt von Korallenriffen beizutragen. „Project: CORaiL“ basiert auf intelligenten Unterwasserkameras mit Intel® Technologie, die es Forschern ermöglichen, datenbasierte Entscheidungen zum Schutz von Riffen zu treffen.

Was ist neu? Anlässlich des heutigen Earth Day 2020 stellt Intel gemeinsam mit Accenture* und der Sulubaï Environmental Foundation* „Project: CORaiL“ vor – eine auf Künstlicher Intelligenz (KI) basierende Lösung zur Überwachung, zum Schutz und zur Analyse von Korallenriffen. Project: CORaiL wurde im Mai 2019 im Riff vor der Insel Pangatalan auf den Philippinen umgesetzt und sammelte als Basis für wissenschaftliche Forschungen etwa 40.000 Bilder, mit Hilfe derer Experten eine Beurteilung des Riff-Zustands in Echtzeit ermöglicht wird.

„Project: CORaiL zeigt uns, dass der Einsatz von Künstlicher Intelligenz und Edge Computing Forschern erhebliche Unterstützung bei der Überwachung von Riffen und der Wiederherstellung von Korallenbeständen bietet. Wir freuen uns, für dieses wichtige Anliegen zum Schutz der Erde mit Accenture und der Sulubaï Environmental Foundation zusammenzuarbeiten“, so Rose Schooler, Corporate Vice President, Sales and Marketing Group, Intel.

Warum ist es wichtig? Korallenriffe gehören zu den vielfältigsten Ökosystemen der Welt. Mehr als 800 Korallenarten bieten einen Lebensraum für etwa 25 Prozent aller auf der Erde existierender Meerestiere. Auch für den Menschen sind die Riffe von großem Nutzen. Sie schützen Küstenlinien vor tropischen Stürmen und erzeugen Nahrung und Einkommen für eine Milliarde Menschen. Laut des Umweltprogramms der Vereinten Nationen ist die Existenz von Korallenriffen jedoch gefährdet. Aufgrund steigender Temperaturen, nicht nachhaltiger Küstenstrukturentwicklung, Grundschleppnetzfischerei und genereller Überfischung kommt es zu einer rasch voranschreitenden Zerstörung der Korallen.

„KI-Technologien bieten uns neue Möglichkeiten zur Lösung der dringlichsten ökologischen und gesellschaftlichen Probleme“, sagt Jason Mitchel, Managing Director, Accenture. „Unser starkes Partnernetzwerk, das sich aus privatwirtschaftlichen Unternehmen und sozialen Institutionen zusammensetzt, kann Initiativen zum Umweltschutz positiv und nachhaltig unterstützen.“

Wie funktioniert es? Für die Gesundheit von Korallenriffen dienen Menge und Vielfalt von Fischen als wichtige Indikatoren. Bei der herkömmlichen Kontrolle eines Riffs sammeln Taucher Daten von Hand oder erstellen Fotos und Videoaufnahmen, die später analysiert werden. Diese etablierten Methoden können jedoch auch nachteilige Effekte bewirken. Der Einsatz von Tauchern kann unbeabsichtigt zu einer Verfälschung der gesammelten Daten führen, zum Beispiel durch die  Flucht von Fischen in ihre Verstecke. Weiterhin ist die Zeit unter Wasser auf etwa 30 Minuten begrenzt. Project: CORaiL verfolgt daher das Ziel, das bereits beschädigte Korallenriff auf den Philippinen bestmöglich zu erforschen und dadurch verbesserten Schutz zu gewährleisten.

In der konkreten Umsetzung wurden zunächst Fragmente lebender Korallen auf einer Unterwasserplattform angesiedelt. Durch weiteres Wachstum und Ausdehnung entstand so ein hybrider Lebensraum für Fische und andere Meereslebewesen. Die anschließende Platzierung intelligenter und unterwassertauglicher Videokameras, ausgestattet mit der Accenture Applied Intelligence Video Analytics Services Platform* (VASP) ermöglicht es, Fische während des Vorbeiziehens zu registrieren und die Bewegungen fotografisch zu dokumentieren. Für die Klassifikation und Zählung der Lebewesen in ihrer natürlichen Umgebung verwendet VASP Künstliche Intelligenz. Auf Grundlage der erhobenen und an die Oberfläche übermittelten Daten erhalten Forscher vor Ort die Möglichkeit, in Echtzeit Analysen durchzuführen, Trends zu erkennen und so datengestützte Entscheidungen zu treffen, um das Korallenriff zu schützen. Accentures VASP-Lösung basiert dabei auf Intel® Field Programmable Gate Arrays (FPGAs), der Intel® Movidius™ Vision Processing Unit (VPU) sowie auf dem Intel® OpenVINO™ Toolkit.

Wie geht es weiter? Experten der drei beteiligten Partner arbeiten bereits an der Weiterentwicklung von Project: CORaiL. So sollen zukünftig ein optimiertes, von biologischen Prozessen inspiriertes, sogenanntes „Convolutional Neural Network“ (CNN) sowie eine Notstromversorgung für die intelligenten Kameras eingesetzt werden. Zudem wird der Einsatz von Infrarotkameras geprüft, die eine Erstellung von Aufnahmen auch bei Nacht ermöglichen und so das Bild des Korallensystems weiter vervollständigen. Die Untersuchung von Wanderbewegungen tropischer Fische in kältere Umgebungen sowie die Überwachung des Eindringens in geschützte oder beschränkte Unterwasserregionen könnten zusätzliche Weiterentwicklungen von Project: CORaiL darstellen.

 

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