: ARTIFICIAL-INTELLIGENCE-FORSCHUNG

Mit künstlicher Intelligenz die Biodiversität messen, um sie zu erhalten

Biodiversität ist ein Konzept, das vor allem auch unserem Überleben dient. Heimische Forscher haben das wissenschaftliche Projekt aMOBY entwickelt. Jetzt soll es helfen, Biodiversität quantitativ zu messen

Sophie Hanak | aus HEUREKA /18 vom 25.04.2018

Mithilfe der Methoden des aMOBY- Projekts könnte die Messung der Biodiversität nun viel effizienter werden. Dieses am Österreichischen Forschungsinstitut für Artificial Intelligence (OFAI) initiierte Projekt beschäftigt sich mit dem akustischen Monitoring von Biodiversität durch das automatisierte Erkennen von Tierstimmen in Tonaufzeichnungen.

Das aMOBY-Projekt ist ein Transferprojekt des WWTF, bei dem es darum geht, Erkenntnisse aus einem bereits laufenden Projekt in ein neues Gebiet zu neuen Anwendungen zu transferieren. Im ursprünglichen, von Monika Dörfler geleiteten Projekt namens SALSA ging es um Musik. Im Mittelpunkt stand der Transfer von Musik in die Biologie, aber eben auch der Transfer von Wissenschaft in die Anwendung, etwa durch NGOs.

"Hier an unserem Institut beschäftigen wir uns mit Audio in allen Formen", erklärt Arthur Flexer, Forscher am OFAI. "Bei aMOBY werden moderne mathematische Methoden der Signalverarbeitung mit Maschinenlernen kombiniert. Musik ist eine Wahrnehmung - Schallwellen treffen auf unser Ohr und wir empfinden dann alles Mögliche. Es ist einerseits ein kognitives Phänomen, andererseits ein physikalisches. Schallwellen können aufgezeichnet werden, was ein Zeitsignal mit Amplitudenschwankungen ergibt." Grundlage der Methode ist das sogenannte Deep Learning (siehe Seite 14)."Es gibt ein neuronales Netz, das im Prinzip alles lernen kann, was wir vorgeben. In diesem Fall trainieren wir es darauf, Vogelstimmen im Zeitsignal zu erkennen", so Flexer.

Durch ein Biodiversitäts-Monitoring wird die biologische Vielfalt gemessen, um ihren Status und ihre Veränderungen zu quantifizieren. Eine große Herausforderung liegt in der Unmenge an Daten, die etwa durch die Aufnahmen von Tierstimmen ausgewertet werden müssen.

"Wird eine Aufnahme mit der Unterstützung von aMOBY angehört, dann hilft das Programm darauf hinzuweisen, wo das Tier vorkommt", sagt Jan Schlüter vom OFAI. "So ist es nicht notwendig, sich die gesamte Aufnahme anzuhören, sondern nur jene Abschnitte, auf die der Computer hinweist. Es soll die Arbeit des Wissenschafters nicht ersetzen, sondern erleichtern und effizienter machen. Zukünftig soll der Computer auch lernen, die verschiedenen Vogelarten zu unterscheiden. Das Ziel ist, die Methode für Vögel als auch für Wale zu entwickeln und Institutionen bezüglich einer Zusammenarbeit anzusprechen, die sich mit der Messung von Biodiversität befassen."

Das aMOBY-Projekt ermöglicht es, das bisher erworbene Wissen über die automatische Annotation akustischer Signale auf ein ganz neues Anwendungsgebiet zu übertragen -mit großem Nutzen für unsere Umwelt. Für die Wissenschafter bringt es einen enormen Vorteil, da ihre Arbeit effizienter und schneller durchgeführt werden kann.

Weitere Artikel lesen


Anzeige


Anzeige