Aus der Forschung in die Anwendung: Schleswig-Holstein fördert KI-Projekte von GEOMAR-Forschenden und lokalen Firmen

Die Klassifikation des Meeresbodens zum Schutz der
Tiefsee und ein Gase erschnüffelnder Roboterhund: Mit KIMERA und SPOT-KI
fördert das Land zwei Projekte, in denen Forschende gemeinsam mit lokalen
Firmen künstliche Intelligenz in der Praxis einsetzen wollen. Dafür
überreichte Digitalisierungsminister Dirk Schrödter jetzt am GEOMAR
Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel zwei Förderbescheide über
insgesamt rund 1,3 Millionen Euro.

Gemeinsame Pressemitteilung des GEOMAR Helmholtz-Zentrums für
Ozeanforschung Kiel und der Staatskanzlei des Landes Schleswig-Holstein

Unter Einsatz von Künstlicher Intelligenz (KI) entwickeln GEOMAR-
Forschende gemeinsam mit lokalen Firmen Zukunftstechniken für die
Meeresforschung und die Sicherheit von Industrieanlagen. Für diese
anwendungsnahe Forschung übergab der Minister für Digitalisierung und Chef
der Staatskanzlei des Landes Schleswig-Holstein, Dirk Schrödter, jetzt
zwei Zuwendungsbescheide nach der KI-Richtlinie des Landes Schleswig-
Holstein in Höhe von insgesamt rund 1,3 Millionen Euro.

„Die Meere und die Luft auf unserer Erde bedeuten Leben. Diese sensiblen
Lebensräume können nicht gut genug geschützt, erforscht, überwacht
werden“, sagte Digitalisierungsminister Dirk Schrödter. „Beide geförderten
Projekte – die Kartierung des Meeresbodens und das Ermitteln von
gesundheitsgefährdenden Gasen in der Luft – haben daher eine hohe
gesellschaftliche Relevanz. Sie sind zugleich Paradebeispiele für das KI
Know-how, den Innovationsgeist und für das hervorragende Zusammenspiel aus
Wirtschaft und Wissenschaft am Digitalstandort Schleswig-Holstein.“

„Ich freue mich außerordentlich, dass die exzellente Forschung des GEOMAR
durch Projekte wie KIMERA und SPOT-KI einen unmittelbaren Anwendungsbezug
erhält“, sagte Professorin Dr. Katja Matthes, Direktorin des GEOMAR. „Den
Transfer unserer Forschungsergebnisse in praktische Anwendungen betrachten
wir als eine Kernaufgabe. Die Förderung des Landes ist daher ein
bedeutendes Zeichen für uns am GEOMAR, das verdeutlicht, dass unsere
Forschung aktiv zur Lösung aktueller gesellschaftlicher Herausforderungen
beiträgt.“

SPOT-KI: Ein Roboter als Spürhund

Die engmaschige Überwachung von Industrieanlagen mithilfe der autonomen
Roboterhunde von Boston Dynamics ist mittlerweile eine Standardanwendung.
Das Projekt SPOT-KI geht hier jedoch einen entscheidenden Schritt weiter.
Zum einen wird der Roboterhund SPOT mit einem hochempfindlichen Multigas-
Sensor aufgerüstet, der von Roberto Benavides und seinem Team am GEOMAR
ursprünglich für Unterwasseranwendungen entwickelt wurde. Damit können bis
zu 64 beliebige Gase zeitgleich selbst in geringsten Konzentrationen (1
ppb) in der Luft nachgewiesen werden. Zum anderen wird SPOT mit einer KI
ausgestattet, die es ihm erlaubt, einen digitalen Zwilling der Anlage mit
seiner aktuellen Wahrnehmung abzugleichen. Dadurch kann er nicht nur
Veränderungen in seiner Umgebung erkennen und melden, sondern bei
Änderungen in der Gaszusammensetzung auch sofort damit beginnen,
selbstständig nach einer möglichen Leckage zu suchen. SPOT wird so zum
Spürhund, der mithilfe von KI-Verfahren selbstständig unter Nutzung der
Gasmessungen aktiv nach der Quelle suchen kann. SPOT-KI ist ein
Verbundprojekt, in dem das GEOMAR und die Northdocks GmbH (ein Spin-off
der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel) zusammenarbeiten. Für die
Entwicklung dieses „mobilen Multigasüberwachungssystems” stellt das Land
610.000 Euro zur Verfügung.

KIMERA: Klassifikation des Meeresbodens zum Schutz der Tiefsee

Das zweite Kooperationsprojekt, KIMERA, erhält 683.000 Euro für die
Entwicklung einer Künstlichen Intelligenz für die Kartierung des
MEeresbodens und marine RAumplanung. Die Tiefsee als größtes Ökosystem der
Erde ist in weiten Teilen unerforscht. So sind beispielsweise weniger als
zwanzig Prozent des Tiefseebodens bislang kartiert. Durch das wachsende
wirtschaftliche Interesse an Ressourcen wie Eisenmanganknollen ist jedoch
eine Ausweitung menschlicher Eingriffe in dieses noch überwiegend
unberührte und besonders verletzliche Ökosystem zu erwarten. Um sinnvolle
Schutzgebiete und Lizenzgebiete zur Nutzung ausweisen zu können, braucht
es Kenntnisse über die Beschaffenheit des Meeresbodens und besonders
schützenswerte Habitate. Dieses Wissen ist derzeit jedoch bestenfalls
punktuell vorhanden. Eine mögliche Lösung ist die Nutzung von Künstlicher
Intelligenz (KI) zur automatisierten Klassifikation des Meeresbodens. Das
Ergebnis wären Vorhersagekarten („predictive maps“), auf deren Grundlage
einerseits Rohstoffvorkommen, andererseits aber auch die
Wahrscheinlichkeit, bestimmte Habitate vorzufinden, abgeschätzt werden
können. Dafür soll jetzt eine KI anhand von vorhandenen manuell erstellten
Karten des Meeresbodens trainiert werden. Dafür arbeiten
Wissenschaftler:innen der GEOMAR-Forschungsgruppe Marine Mineralische
Rohstoffe unter der Projektleitung von Dr. Philipp Brandl gemeinsam mit
dem Kieler Geodatenspezialisten north.io GmbH zusammen, der auf die
Verarbeitung großer mariner Datenmengen und KI-Anwendungen spezialisiert
ist.

Technologietransfer und Industriekooperation am GEOMAR:

Die Stabsstelle Forschungsförderung und Transfer am GEOMAR unterstützt
Partner:innen aus Wirtschaft, Wissenschaft und Gesellschaft dabei, die
passenden Kooperationsmöglichkeiten für ihr Vorhaben zu finden und
gemeinsam innovative Forschungsergebnisse aus dem GEOMAR
weiterzuentwickeln und in die Anwendung zu bringen.