Neues KI-Modell zum Schutz der Biodiversität identifiziert Insekten über Laute

Paris, 18. September 2023 – In enger Zusammenarbeit mit dem Naturalis Biodiversity Center und Amazon Web Services (AWS) haben die Daten- und KI-Experten von Capgemini KI-Modelle zum Schutz der Biodiversität entwickelt. Sie automatisieren und verbessern die Identifizierung von Insekten mithilfe von Geräuscherkennung. Insekten bevölkern unseren Planeten in Millionen verschiedenen Arten und machen etwa 80 Prozent aller tierischen Lebewesen aus[1]. Sie zu verlieren könnte zum Zusammenbruch des gesamten Ökosystem führen, zu dem auch der Mensch gehört.

Bislang gestaltet sich die Identifizierung von Insektenarten anhand ihrer Laute als äußerst anspruchsvolle Aufgabe, die nur wenige Experten beherrschen. Doch die KI-Lösungen von Capgemini werden Wissenschaftlern ermöglichen, Terabytes an Informationen innerhalb von nur 24 Stunden zu analysieren – unabhängig von ihren Fähigkeiten sowie von Zeit und Ort.

Niraj Parihar, CEO der Global Business Line Insights & Data bei Capgemini und Mitglied des Group Executive Committee, betont: „Als ein weltweit führendes Unternehmen im Bereich Daten und KI sehen wir bei Capgemini uns dazu verpflichtet, unsere Expertise auf reale Szenarien anzuwenden, die zu einer nachhaltigeren Welt und zu konkretem Nutzen für unsere Gesellschaft beitragen. Mit der Global Data Science Challenge geben wir unseren Team-Mitgliedern die Chance, Herausforderungen anzugehen, die für uns alle von entscheidender Bedeutung sind. Insekten spielen eine zentrale Rolle in unserem Ökosystem, aber sie zu beobachten ist für den Menschen sehr anspruchsvoll. Insektenarten zu identifizieren und zu überwachen bildet jedoch die Grundlage für ihren Schutz. Es inspiriert mich, zu sehen, wie unsere Kolleginnen und Kollegen gemeinsam das Potenzial von KI nutzen, um dazu beizutragen, natürliche Ökosysteme zu erhalten und die Zukunft auf unserem Planeten zu sichern.“

Die unbesungenen Helden unseres globalen Ökosystems

Insekten spielen eine entscheidende Rolle im globalen Ökosystem[2] – sei es als Bestäuber, Indikatoren für die Gesundheit eines Ökosystems oder als Nahrungsquelle für größere Tiere. Die Insektenpopulationen werden jedoch zunehmend beeinträchtigt durch Veränderungen in der Bodennutzung, Pestizide, Urbanisierung und die Auswirkungen des Klimawandels.

Eine zusätzliche Herausforderung besteht darin, dass die Beobachtung von Insekten äußerst anspruchsvoll ist. Angesichts der Millionen von Arten ist eine zuverlässige Überwachung durch Menschen schlichtweg unmöglich. Obwohl Bilderkennung bei einigen Arten funktioniert, versagt sie bei Arten, die für das menschliche Auge unauffällig sind. Genau hier ist akustische Erfassung von unschätzbarem Wert. In Kombination mit klassischen Methoden und kamerabasierter Überwachung wird die akustische Aufzeichnung neue Erkenntnisse liefern und die Identifizierung von Insektenarten ermöglichen, die anderweitig unerkannt blieben. Dies ermöglicht es den Forschenden, diese bedeutsamen Populationen zu überwachen und zu schützen.

Elaine van Ommen Kloeke, Programmleiterin bei Naturalis, unterstreicht: „Insekten spielen eine entscheidende Rolle beim Schutz der biologischen Vielfalt. Wenn wir Insekten verlieren, würde das nicht nur die Arten betreffen, die sie als direkte Nahrungsquelle nutzen, sondern hätte weitreichende Auswirkungen auf das gesamte Ökosystem, einschließlich des Menschen. Es könnte zum Verlust von etwa 35 Prozent der weltweiten Nahrungspflanzen[3] führen. Das bedeutet, dass jeder dritte Bissen, den wir essen, möglicherweise nicht mehr verfügbar wäre. Die gute Nachricht ist, dass wir gemeinsam – ermöglicht durch Organisationen wie Capgemini sowie dank technologischer Fortschritte – in der Lage sind, dieses globale Problem anzugehen. So können wir diese Lebewesen schützen, die für unser weltweites Ökosystem von entscheidender Bedeutung sind. Unsere Initiative zielt darauf ab, Forschungsgemeinschaften weltweit diese Technologie zugänglich zu machen, um sie bei der Identifizierung von Insekten in jeder Umgebung zu unterstützen.“

Der Hackathon von Capgemini ermöglicht KI-Lösungen mit besonderen Zielen

Die neue KI-Lösung wurde im Rahmen der sechsten Global Data Science Challenge for a Sustainable Future (GDSC) von Capgemini entwickelt. Diese jährliche, unternehmensweite Initiative ermöglicht es allen Mitarbeitenden, ihre Fähigkeiten im Bereich Daten und Künstliche Intelligenz einzubringen, um reale Probleme zu lösen.

Tanuja Randery, Managing Director bei AWS, EMEA, sagt: „Wir sind sehr stolz darauf, die Global Data Science Challenge durch die Bereitstellung und Nutzung von AWS-Technologien und Expertise zu unterstützen. Im Laufe der Jahre haben wir gesehen, wie Daten und KI dazu beitragen können, eine bessere und nachhaltigere Zukunft zu gestalten. Es ist fantastisch zu sehen, wie Projekte wie die GDSC dieses Potenzial zum Leben erwecken. In enger Zusammenarbeit mit Capgemini teilen wir das Ziel, KI für Entwickler*innen und Forschende auf der ganzen Welt zugänglicher zu machen und sie zu befähigen, positive Veränderungen voranzubringen.“

In der diesjährigen Challenge verfolgen Capgemini und AWS gemeinsam die Vision, mithilfe von KI, maschinellem Lernen und anderen Data-Science-Tools einen bedeutsamen Unterschied für Menschen, die Gesellschaft und unseren Planeten zu bewirken. Im Jahr 2022 haben Capgemini und AWS das Whitepaper “Tech & The Living World” veröffentlicht, das die Rolle von Technologie zum Schutz der Biodiversität beleuchtet. In der diesjährigen GDSC-Challenge haben die Teams von Capgemini zur Insektenbeobachtung eng mit Naturalis zusammengearbeitet, dem nationalen Forschungsinstitut für Biodiversität in den Niederlanden, sowie AWS Sagemaker, die skalierbare Plattform für maschinelles Lernen von Amazon Web Services, eingesetzt. Das Gewinnerteam hat ein KI-gestütztes akustisches Modell entwickelt, das verschiedene Insektenarten mit einer Genauigkeit von 92 % identifizieren kann[4]. Mehr als 1.500 Teilnehmer aus über 30 Ländern nahmen an der diesjährigen GDSC teil, um diese wichtige Thematik zu adressieren.

Klicken Sie hier, um mehr über die Global Data Science Challenge 2023 herauszufinden.

[1] https://www.si.edu/spotlight/buginfo/bugnos#

^[2] https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/9781118945568.ch2#:~:text=Insects%20create%20the%20biological%20foundation,food%20source%20for%20other%20taxa

^[3] https://www.usda.gov/peoples-garden/pollinators

^[4] Macro-averaged F1 score