Die GAIA-Initiative ist ein Zusammenschluss aus Forschungsinstituten, Naturschutzorganisationen und Unternehmen mit dem Ziel, ein High-Tech-Frühwarnsystem für ökologische Veränderungen zu schaffen. In mehreren Projekten erforschen sie seit Anfang 2022 die Funktionsweise von ausgewählten Ökosystemen und entwickeln eine neue Generation von Tiersendern mit sensornaher Künstlicher Intelligenz (KI), einer integrierten Kamera, energieeffizienter Elektronik und satellitengestützter Kommunikationstechnik, die noch nie dagewesene Einblicke in Ökosysteme ermöglichen sollen. Ihre Verbündeten sind dabei Geier. Die Geier sind in der Lage, tote Tiere in der Savanne – etwa die Opfer des Ausbruchs einer Tierseuche – sehr schnell und zuverlässig aufzuspüren. Ihre Sinnesleistungen und Intelligenz werden durch die neuartigen Tiersender für uns Menschen lesbar gemacht. Die Sender erkennen und übermitteln Tierverhalten in Echtzeit und sind daher Kernkomponenten eines Netzwerks aus tierischer, menschlicher und künstlicher Intelligenz – des „I³nternet of Life“.
Auf einer Veranstaltung am 27. April 2023 im Zeiss-Großplanetarium Berlin führte die GAIA-Initiative geladenen Gästen die Prototypen zweier neuer Technologie-Module vor und demonstrierte damit erstmalig die vollständige Funktionskette ihres „I³nternet of Life“:
Das Team vom Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen und vom Leibniz-Institut für Zoo- und Wildtierforschung zeigte, wie eine Künstliche Intelligenz auf einem Mikrokontroller die Bewegung eines Geiers analysierte und dabei Fressverhalten erkannte. Dies löst eine Bildaufnahme der Kamera aus, die in den neuen Tiersender integriert und auf der Brust der Vögel angebracht ist. Eine weitere KI zur Bilderkennung wertet das Kamerabild umgehend aus und ist in der Lage, ein totes Tier zu identifizieren. Es ist auf diese Weise zum Beispiel möglich, ein sehr genaues, schnelles und zuverlässiges Bild davon zu bekommen, wie viele Zebras in einer Region etwa an Milzbrand sterben oder ob (und wo genau) beispielsweise eine Blaualgenblüte in den Wasserstellen für den Tod von vielen Elefanten verantwortlich ist – wie vor wenigen Jahren in Botswana geschehen.
Bei der zweiten Technologieneuheit handelt es sich um ein Kommunikationsmodul, das auf dem Tiersender generierte Informationen samt GPS-Koordinaten über eine Satellitenverbindung an eine Bodeneinheit senden kann. Dafür adaptieren die Kommunikationsspezialisten des Teams das IoT-Protokoll mioty® für den Einsatz auf den GAIA I³-Tiersendern. Durch die mioty®-Kommunikation werden in Zukunft wichtige Informationen über Vorkommnisse in weitläufigen Ökosystemen unabhängig von der Abdeckung mit terrestrischen Funknetzen gesendet und somit zuverlässig und ohne Zeitverzug Unregelmäßigkeiten in diesen Ökosystemen gemeldet. Damit können Gegenmaßnahmen rasch und zielgenau eingeleitet werden. Für die Datenübertragung verfolgt die GAIA-Initiative die Vision eines Netzwerks aus Kleinsatelliten im Orbit, bei welchem die Weltraumtechnik die Brücke zwischen den Tieren, Sendern und Menschen schlägt.
Diese Arbeiten der GAIA-Initiative heben neue technologische Potenziale für die Wildtierforschung und für den Artenschutz. In den kommenden Monaten und Jahren wird das Team diese Technologien weiterentwickeln und von Prototypen zu robuster, einsatzfähiger Technik gelangen. Und GAIA denkt noch weiter: Inspiriert von der Schwarmintelligenz der Geier und deren Interaktion mit anderen Raubtieren wird das Team eine virtuelle Schwarmintelligenz in einem Netzwerk von Tiersendern entwickeln, um eine effizientere Datenanalyse durch eine verteilte Künstliche Intelligenz zu ermöglichen – das sogenannte Extreme Edge Computing.
Bei der Veranstaltung waren Vertreterinnen und Vertreter aus Politik, Umweltschutz und Fachkreisen für Raumfahrt, Satellitenkommunikation und KI vertreten. Grußworte sprachen Dr. Anna Christmann MdB, Koordinatorin der Bundesregierung für Luft- und Raumfahrt, Prof. Dr.-Ing. Anke Kaysser-Pyzalla, Vorstandsvorsitzende des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt, und Prof. Dr. Martina Brockmeier, Präsidentin der Leibniz-Gemeinschaft.
