Überall ist die biologische Vielfalt bedroht. Nach Angaben des WWF sind die Bestände an Wildtieren seit 1970 um 69 % zurückgegangen. Das Tempo des Artensterbens ist mehr als 1000 Mal höher als das natürliche Tempo. Die Zahlen sind erschreckend: Rund 40% der Pflanzenarten sind vom Aussterben bedroht, 41% der Amphibien, 27% der Säugetiere und 13% der Vögel. Der Klimawandel und der Energiebedarf tragen zwar nicht dazu bei, den Trend umzukehren, aber der technologische Fortschritt und die wissenschaftliche Forschung tragen dazu bei, die Auswirkungen abzumildern.
Der Weltnaturschutztag wurde vor zehn Jahren von den Vereinten Nationen eingeführt und feiert die Verabschiedung des Übereinkommens über den internationalen Handel mit gefährdeten Arten freilebender Tiere und Pflanzen (CITES) am 3. März 1973. An der EPFL arbeiten mehrere Labore an verschiedenen Projekten, die zur Identifizierung, Überwachung oder Erhaltung von Wildtieren beitragen können.
Verfolgen Sie die Tierwelt aus der Luft
Der Professor brachte Wissenschaftler aus akademischen Einrichtungen, öffentlichen Unternehmen und Nichtregierungsorganisationen zusammen, die an der Schnittstelle von Naturschutzökologie, Drohnentechnologie und Computer Vision arbeiten. Sie gründeten das WildDrone Network , eine internationale Initiative, die den Wildtierschutz mithilfe von Drohnen durch Promotionsprojekte revolutionieren will. Zehn davon werden durch das Marie Sklodowska-Curie-Programm Actions Doctoral Networks , zwei durch UK Research and Innovation (UKRI) und eines durch das Staatssekretariat für Bildung, Forschung und Innovation (SEFRI) finanziert.
Drohnen haben die Wildtierüberwachung wirklich verändert", erklärt der Professor. Sie können nicht nur mehr Gebiet abdecken als beispielsweise ein Hubschrauber, sondern sind auch billiger, sicherer und anpassungsfähiger." Anstatt alle paar Monate die Tierpopulationen zu zählen, können Drohnen mit KI-gespeister Computervision nach Bedarf eingesetzt werden und verwertbare Informationen fast in Echtzeit liefern.
Aber wir könnten es noch besser machen. "Heute können wir KI-Modelle erstellen, die in einem einzigen Setting gute Ergebnisse liefern, zum Beispiel in einem bestimmten Wildreservat. Es ist jedoch noch schwierig, die Modelle auf andere Wildreservate oder auf dasselbe Wildreservat, aber zu einer anderen Jahreszeit, anzuwenden", fährt Devis Tuia fort. Eine der Komponenten der WildDrone-Initiative, die an der EPFL entwickelt werden soll, wird sich unter anderem mit diesem Problem der Verallgemeinerung befassen.
Devis Tuia nutzt KI-gestützte Lösungen zur Bewertung von Tierpopulationen, unter anderem im Kuzikus-Reservat in Namibia, wo er bereits mehrere Projekte durchgeführt hat. Sein Team überwacht die Population von Küsten-Seevögeln wie der afrikanischen Königsseeschwalbe mithilfe von Drohnen. Und ganz in unserer Nähe werden diese Lösungen eingesetzt, um die Interaktionen zwischen wild lebenden Arten im Schweizerischen Nationalpark zu untersuchen.
Devis Tuia fasst zusammen: "Der Traum wäre es, die Tiere zu überwachen, ohne sie zu verletzen oder zu stören, und den Rangern die Echtzeitinformationen zu geben, die sie für ihre Arbeit brauchen, die darin besteht, die Tierwelt zu schützen. Vielleicht können wir in einigen Jahren noch einen Schritt weiter gehen und Entscheidungsträger mit den Informationen unterstützen, die sie brauchen, um bessere Strategien zu entwerfen und Konflikte insbesondere mit Wilderern oder zwischen Tieren und Menschen zu verringern."
Sich um die Korallen kümmern
Heute ist die Hälfte des weltweiten Korallensystems zerstört. Weit mehr als nur wunderschöne Farben, ein ganzes Ökosystem ist im Begriff, zusammenzubrechen, was sowohl einzellige Algen als auch Populationen betrifft, die von der Küstenfischerei leben. Mehrere Laboratorien der EPFL haben sich an die Seite dieser Meerestiere gestellt. So leitet das Labor für biologische Geochemie (LGB) im Rahmen des Transnational Red Sea Center ein Projekt, das die Widerstandsfähigkeit der Korallen im Roten Meer gegenüber der globalen Erwärmung und der Umweltverschmutzung untersuchen soll. Unter der Leitung von Anders Meibom untersucht das LGB das adaptive Potenzial dieser außergewöhnlich widerstandsfähigen Korallen, indem es sie höchsten Temperaturen aussetzt. Das ECEO wiederum nutzt dieses Mal eine einfache GoPro, um große Teile flacher Korallenriffe zu kartieren. Mithilfe von künstlicher Intelligenz können die Wissenschaftler dann die Zusammensetzung, den Zustand der Degradation und das mögliche Vorhandensein von Abfall identifizieren. Ein dritter Schwerpunkt ist das Verständnis und die Vorhersage des adaptiven Potenzials von Korallen durch die Kombination von Genom- und Umweltinformationen (Temperaturen, Strömungen usw.), die insbesondere aus Satellitendaten gewonnen werden. Sie hat bereits ähnliche Projekte im Südpazifik, aber auch an Land durchgeführt, um beispielsweise das adaptive Potenzial von Haustierarten in Uganda, Marokko und mehreren europäischen Ländern zu untersuchen.
Verhaltensbeobachtung auf Schritt und Tritt
In kleinerem Maßstab beschäftigen sich Wissenschaftler mit der Erforschung des Verhaltens von Tieren, um sie besser verstehen und schützen zu können. Ein Schlüsselaspekt bei der Quantifizierung des Tierverhaltens ist die "Posenschätzung", ein Begriff, der sich auf die Fähigkeit eines Computers bezieht, die Position und Ausrichtung der verschiedenen Körperteile eines Tieres zu erkennen. Während diese Aufgabe in einem Labor durch das Anbringen einfacher Sensoren am Tier leicht zu bewältigen ist, ist sie in der Savanne oder auf einer Eisscholle unvorstellbar... Alexander Mathis und Mackenzie Mathis, beide Professoren an der EPFL, entwickelten daraufhin eine "markerlose" Nachverfolgung für Tiere. DeepLabCut , die von ihnen entwickelte Software, nutzt Deep Learning, um Computern zu "lehren", Körperteile von Tieren zu erkennen, ohne dafür physische oder virtuelle Marker zu benötigen.
Schließlich verschwinden zwar einige Wildtierarten, doch im Gegensatz dazu gewinnen andere wieder an Bedeutung. Dies gilt insbesondere für den Wolf in der Schweiz, dem es zum Leidwesen der Viehzüchter sehr gut geht. Miya Ferrisse und Olivier Stähli, Studenten an der EPFL, haben ein Mikrofon namens "Smart mic" entwickelt, das dank künstlicher Intelligenz die Geräusche der Tiere aufnehmen und identifizieren kann. Es wurde bereits erfolgreich an Wölfen in den Schweizer Alpen und an Elefanten in Südafrika getestet. Sobald ein Tier geortet wurde, können die Wildtieraufseher dank der Benachrichtigungen, die sie auf ihren Smartphones erhalten, in Echtzeit entsprechend handeln. Diese Technologie soll zum Erhalt der Artenvielfalt und zur Koexistenz von Tieren und Menschen beitragen. Zusammen mit zwei deutschsprachigen Studenten haben Miya Ferrisse und Olivier Stähli das Start-up-Unternehmen Synature gegründet, um ihr Gerät zu entwickeln und zu vermarkten.
