ADOPT: KI erkennt Plastikabfälle im Meer per Satelit
Künstliche Intelligenz hat inzwischen vielerlei Anwendungsfelder. In Kombination mit satellitenbasierter Bildgebung lässt sie sich auch zur Detektion von Plastikverschmutzungen im Meer einsetzen, wie das Projekt „AI for Detecting Ocean Plastic Pollution with Tracking“ (ADOPT) beweist. Forschende der École polytechnique fédérale Lausanne (EPFL), des Swiss Data Science Centers und weiterer Institutionen haben mit ADOPT ein System entwickelt, das Müllansammlungen im Meer identifiziert und ihre weitere Bewegung vorhersagen soll.
Dafür verwendet es Satellitenbilder der Europäischen Weltraumorganisation ESA sowie von PlanetScope, einem Netzwerk kleiner Satelliten, die täglich hochauflösende Aufnahmen machen. Kombiniert werden diese Informationen mit Daten aus Modellen zu Wind und Meeresströmungen. Sie ermöglichen eine Vorhersage, wohin der detektierte Abfall treiben wird, bis ein Reinigungsteam eingetroffen ist. Maschinelles Lernen unterstützt die Forschenden zudem dabei, Vorhersagen der Modelle zu korrigieren und den Abfallsammelschiffen so präzise Navigationsdaten zur Verfügung zu stellen.
SeaClear 2.0: KI-Roboter sammeln Meeresmüll im Hamburger Hafen
Während ADOPT noch in der Entwicklungsphase ist, wird ein weiteres Hightech-Projekt zur Erkennung und Bergung von Meeresmüll bereits in der Praxis erprobt. Gut sechs Jahre arbeitete ein internationales Forschungskonsortium – u. a. das Fraunhofer-Center für Maritime Logistik und Dienstleistungen in Hamburg – an SeaClear, einem System, das mittels Drohnen, unbemannten Schiffen und Tauchrobotern Plastikabfälle aufstöbert und einsammelt. Künstliche Intelligenz unterstützt dabei, Abfälle zu erkennen und von Lebewesen zu unterscheiden.
Die erste Generation des SeaClear war noch darauf ausgelegt, Leichtabfälle von bis zu sieben Kilogramm im Wasser zu erkennen und zu bergen. Mit der Version 2.0 lassen sich nun auch größere Unterwasserabfälle erfassen. Getestet wurde das neue System im vergangenen Jahr im Hamburger Hafen – und das mit Erfolg. Beim Tauchgang konnte der Robotergreifer einen Autoreifen bergen.
Lennart Kinau, Leitung Strategie und Kommunikation bei der Hamburg Port Authority, sagte in einer Pressemeldung dazu: „Auch wenn wir nicht mit denselben Herausforderungen bei der Müllbergung konfrontiert sind wie in den Ozeanen, eröffnet uns SeaClear 2.0 die Chance, Erkenntnisse zu gewinnen, wie wir unsere Infrastruktur und Abläufe im Hafen noch effizienter gestalten können – etwa durch den Umgang mit Störungen im Wasser oder den gezielten Einsatz von Sensorik.“
Hohes Abfallaufkommen in Nord- und Ostsee
Für maritime Kommunen können Systeme wie SeaClear und ADOPT enormes Potenzial bieten. Sie kämpfen zunehmend mit vermüllten Küsten, die durch aufwendige, teure und für Touristen zumeist unsichtbare Reinigungsmaßnahmen sauber gehalten werden.
Nach Angaben der Initiative „Runder Tisch Meeresmüll“ weisen die Strände der deutschen Nordseeküste im Durchschnitt eine jährliche Belastung von 389 Makromüllteilen pro 100 Meter Küstenlinie auf; an den Ostseestränden werden im Mittel 70 Müllteile pro 100 Meter erfasst. Der überwiegende Teil des Strandmülls besteht aus Kunststoffen. Noch stärker verschmutzt ist der Meeresboden: In der südlichen Nordsee liegt die Belastung bei durchschnittlich 11 Kilogramm Müll pro Quadratkilometer. Insbesondere in Industriehäfen wie Hamburg gelangen zudem immer wieder sperrige, unhandliche und teilweise auch gefährliche Abfälle ins Wasser.
Meeresmüll-Monitoring für Kommunen: Nutzen für Planung und Förderung
Satellitengestütztes Monitoring und Drohnen könnten künftig Daten liefern, mit denen Kommunen besonders stark verschmutzte Gebiete identifizieren, Reinigungsmaßnahmen gezielter planen und Einsatzgebiete priorisieren können. Für Gemeinden am Meer sowie Hafenstädte kann die Beobachtung entsprechender Forschungsprojekte zudem bei der Entwicklung kommunaler Gewässerreinigungskonzepte und bei der Beantragung von Fördermitteln im Bereich des Meeres- und Gewässerschutzes relevant sein.
Bei allen technischen Möglichkeiten lösen die Detektion und Bergung von Abfällen aus dem Meer aber nicht das grundlegende Problem. Hier braucht es wirksame Strategien zur Abfallvermeidung, ein konsequentes Vorgehen gegen Littering, eine funktionierende lokale Abfalltrennung sowie Maßnahmen zur Verringerung von Mikroplastikeinträgen über Kläranlagen und Regenwasser.
