Was bringt Künstliche Intelligenz (KI) der Umwelt? – 7 verblüffende Einblicke

19.03.2020

Künstliche Intelligenz + Umwelt

Retten KI-gesteuerte Autos die Straßen vor dem Verkehrskollaps? Hilft Künstliche Intelligenz ressourcenschonender zu leben? Wird Energieversorgung durch Künstliche Intelligenz zum Kinderspiel? Wir gewähren 7 Einblicke zu KI und Umwelt.

1. Macht KI die Landwirtschaft umweltschonender?

In Zeiten des Klimawandels wird in vielen Regionen der Erde Wasser zu einem knappen Gut. Denken wir nur an den Sommer 2018, in dem viele mussten deutsche Bauern zusehen mussten wie ihre Ernte auf den Feldern vertrocknete. Diese Dürre wirkt sich noch heute aus. Beispielsweise teilte das Sächsische Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie am 07. Februar 2020 mit, dass derzeit ca. 90 Prozent der ausgewerteten 150 Messstellen den monatstypischen Grundwasserstand um durchschnittlich 65 cm unterschritten. In der Landwirtschaft ist es also wichtig, klug mit dem kostbaren Nass zu handeln. Dabei kann KI helfen.

Das Weingut E.&J. Gallo Winery senkte seinen Wasserverbrauch um 25 Prozent durch den Einsatz von Künstlicher Intelligenz. Parallel dazu konnten sie den Ertrag um 30 Prozent steigern, berichtet das Online Magazin enorm. Dazu wurden Daten von Wetter, Bodenbeschaffenheit, Trockenheit, Wind usw. von einer Künstlichen Intelligenz zusammengeführt und ausgewertet. Im Endeffekt bestimmte die KI für jede einzelne Rebe die Bewässerung, was zu den genannten Effekten führte.

Auch hilft KI dabei Düngemitteleinsatz und Schädlingsbekämpfung so zu planen, dass die Belastung der Umwelt durch diese Stoffe deutlich reduziert wird.

Mehr Informationen zu KI und Landwirtschaft stellt das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz auf seiner Webseite zur Verfügung.

2. Wird es weniger Verkehr durch autonom fahrende Autos geben?

Neben der E-Mobilität ist die Autoindustrie extrem an selbstfahrenden Autos interessiert. Nun liegt die Vermutung nah, dass diese beispielsweise den Stadtverkehr entlasten könnten. Niemand bräuchte mehr ein Auto, sondern würde sich einfach das nächste selbstfahrende Fahrzeug heranwinken und sich zum Ziel bringen lassen. Doch das würde bedeuten, dass das Auto nicht mehr im Privathaushalt verankert ist. Aktuell ist das eher unwahrscheinlich, denn die meisten Menschen legen Wert auf das EIGENE Kfz. Vielmehr würden mit der heutigen Verkehrspolitik autonom fahrende Autos dazu führen, dass auch Menschen, die keines fahren dürfen/können, sie nutzen. Kinder würden selbstständig zur Schule fahren, Senioren sich zum Arzt chauffieren lassen – alles mit dem eigenen Auto.

Der Verkehr würde demnach eher zu als abnehmen. KI darf also nicht NUR zu autonom fahrenden Autos führen, sie muss mit einer intelligenten Verkehrspolitik kombiniert werden.

3. Kann KI die Artenvielfalt retten?

Künstliche Intelligenz allein wird die Artenvielfalt nicht retten, aber sie hilft dabei. Etwa wenn es darum geht, Wilderern schneller das Handwerk zu legen. So erstellt das Computerprogramm PAWS (Protection Assistant for Wildlife Security) Prognosen, wo Wilderer zuschlagen, sodass Wildhüter entsprechend eingreifen können.

Weiterhin kann KI überprüfen, wie sich die Artenvielfalt entwickelt. Dafür wurde etwa in Deutschland das Projekt AMMOD (Automated Multisensor station for Monitoring Of species Diversit) ins Leben gerufen. Es führt Daten aus automatisch entnommenen DNA-Proben, KI-Bilderkennung sowie KI-Bioakustik (Vogelstimmen, Insektenbrummen) und automatisierten Duftanalysen zusammen. Auf diese Art kann mit relativ geringem Aufwand und Personal getestet werden, wie sich die Artenvielfalt in Deutschland entwickelt. Das Projekt startete im Winter 2019.

Das Open-Source-Software-Framework „Wildbook“ ist schon länger aktiv. Hier wird beispielsweise KI-Bilderkennung dazu genutzt, automatisiert Wildtierbestände zu überprüfen.

Dieses Video verrät mehr über „Wildbook“: https://youtu.be/rQqao37u1wU

4. Führt KI zu einer sichereren Stromversorgung?

In Deutschland stieg der Anteil der erneuerbaren Energien am Bruttostromverbrauch im Jahr 2018 auf 37,8 Prozent an. Im Vorjahr lag er noch bei 36,0 Prozent. Dabei nahm mit 26 Prozent die Windenergie den größten Anteil an der Gewinnung erneuerbarer Energien ein. Ihr folgten biogene Brennstoffe mit 12 und die Photovoltaik mit 11 Prozent. Nun sind Solar- und Windenergie alles andere als gut kalkulierbare Energielieferanten. Wächst ihr Anteil am Strommix weiter, wird die Versorgungssicherheit gefährdet, da beide nicht berechenbar scheinen. Das meinen zumindest Kritiker. Sind also erneuerbare Energien ein Risiko für die Versorgungssicherheit in Deutschland?

Genau hier hilft KI bereits heute. Beispielsweise läuft beim Fraunhofer Institut ein Projekt in der Nähe von Bonn, was kurzfristige Windprognosen für die Steuerung von Windturbinen mittels KI ermöglicht. Damit kann Versorgungssicherheit auch beim schwer berechenbaren Windstrom gewährleistet werden, genauso wie dessen günstige Vermarktung, denn auch erneuerbare Energien müssen sich am Markt behaupten können.

5. Spart KI Energie im Haus?

Während in die oberen Stockwerke eines Gebäudes die Sonne strahlt und die Räume sich allein dadurch aufheizen, ist es in den unteren, schattigen Etagen richtig frisch. Je nachdem auf welcher Etage der Sensor für die Heizungsanlage sitzt, wird diese sich entweder herunter- oder hochfahren. Auf jeden Fall wird es in einem Teil des Gebäudes zu kalt oder zu warm sein. Das ist nur ein kleines Beispiel, wie komplex das Thema Energienutzung in größeren Gebäuden ist.

KI hilft hier, besser mit Ressourcen umzugehen und beispielsweise Wärme effizienter zu nutzen. Auch der Verbrauch von Wasser und Strom kann damit kontrolliert und Schwachstellen im System schnell beseitigt werden. Dazu kommt, dass die künstliche Intelligenz den Energiebedarf analysiert und darauf basierend vorausplant, wann wie viel Strom oder Wärme an welcher Stelle des Gebäudes gebraucht wird. Hierzu führt etwa das Fraunhofer Institut beispielsweise ein Projekt in Nürnberg durch.

6. Wird Künstliche Intelligenz neue Schadstoffe verhindern?

Neue Pflanzenschutzmittel, gen-modifizierter Mais oder neue Straßenbeläge – viele Dinge, die unsere Industrie entwickelt, wirken sich auf die Umwelt aus. Um schon vor dem Einsatz eines neuen Pflanzenschutzmittels abzuschätzen, was alles passieren kann, benötigen die Forscher enorme Datenmengen, die sie auch noch sinnvoll verknüpfen müssen. KI macht die Auswertung solcher Informationen einfacher und effektiver. So wird schon im Voraus besser abschätzbar, ob das neue Insektenschutzmittel ein Bienensterben auslöst oder nicht.

7. Kann KI zu ressourcenschonendem Verhalten führen?

Ein Zähler in der Dusche, der dem Duschenden den aktuellen Wasser- und Energieverbrauch zeigt, führt zu einem deutlich ressourcenschonenderen Duschverhalten. Wenn ein Schild im Hotelzimmer erklärt, dass 75 Prozent der Gäste dieses Zimmers ihr Handtuch mehrmals nutzten, nimmt die Bereitschaft der Gäste zu, das Handtuch ebenfalls mehrmals zu verwenden. Das berichtete der Deutschlandfunk im Dezember 2018. Echtzeitinformationen und sozialer Vergleich können also das umweltbewusste Handeln von Menschen verbessern.

Wertet eine KI weitere Echtzeitdaten (Fahrgeschwindigkeit, Heizungstemperatur, Artikel im Warenkorb, …) aus und informiert per App darüber, wie sich aktuelles Verhalten auf die Umwelt auswirkt, werden viele Menschen ressourcenschonender agieren. Diese Chance sieht beispielsweise auch das Umweltbundesamt in seinem Text „Künstliche Intelligenz im Umweltbereich“.

KI wird die Umwelt nicht retten, sondern wir

KI ist ideal dafür geeignet, große Datenmengen auszuwerten und Muster darin zu erkennen. Beim Thema Umweltschutz stammen die Daten aus verschiedenen Wissenschaftsbereichen. Diese zusammenzuführen, um daraus Handlungsempfehlungen abzuleiten, kann dank Künstlicher Intelligenz ebenfalls erreicht werden. Und da gerade beim Naturschutz meist mit wenig Personal und Ressourcen viel geleistet werden muss, stellt Künstliche Intelligenz eine wertvolle Unterstützung bei der Arbeit dar. Damit wird sie zu einem wertvollen Instrument des Umweltschutzes. Das Instrument aber klug nutzen, das muss der Mensch.

 

Dieser Artikel wurde am 19.March 2020 von Thomas geschrieben.

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Thomas