Künstliche Intelligenz erschnüffelt Borkenkäfer und checkt Tiergesundheit

Methoden der künstlichen Intelligenz (KI) ermöglichen nicht nur große Fortschritte in der Industrie-Produktion, bei Assistenzsystemen in Autos oder beim Bau von Chat-Bots (wie etwa ChatGPT), die das immense Wissen im Internet nutzbar machen. KI könnte in absehbarer Zeit auch Werkzeuge für die Land- und Forstwirtschaft ermöglichen. KI-Systeme lernen anhand von großen Datenmengen Zusammenhänge und können mit dem Wissen z.B. das Zusammenspiel zwischen Pflanzen und Boden- Mikroorganismen optimieren, bessere Prognosen für Schädlinge erstellen, Gesundheitsdaten von Tieren analysieren oder Kamerabilder auf intelligente Weise auswerten. Im Folgenden Beispiele für Forschungsprojekte aus dem Bereich Forstwirtschaft und Tierhaltung.

Hunde haben einen herausragenden Geruchssinn, den sie zum Erschnüffeln von z.B. Drogen, Krankheiten beim Menschen und mittlerweile auch im Wald einsetzen, um gestresste und erkrankte Bäume frühzeitig zu identifizieren. Diese Fähigkeit will nun ein Forscherteam am Campus Wels der FH OÖ mit Förderung durch den Waldfonds nachahmen und binnen drei Jahren eine “digitale Nase“ entwickeln.

Wenn Bäume unter Stress (etwa Trockenheit oder Hitze) geraten, stoßen sie flüchtige organische Substanzen (VOCs/ Volatile Organic Compounds) aus. Und auch Borkenkäfer kommunizieren über flüchtige Botenstoffe, sogenannte Pheromone. Diese Duftstoffe werden in dem dreijährigen Forschungsprojekt chemisch-biologisch analysiert und wissenschaftlich aufbere itet. Anschließend sollen diese Daten für die Entwicklung einer künstlichen Intelligenz (KI) genutzt werden. Parallel dazu werden Sensoren gesucht, die selbst feinste Veränderungen in der Luft wahrnehmen können. Nach einem Training, in dem das System lernt, verschiedene Gerüche richtig einzustufen, soll das System z.B. in der Lage sein, einen Baum als Fichte zu erkennen, ein darin befindliches Loch als Eingang für den Borkenkäfer zu identifizieren und Pheromone wahrzunehmen - lauter Indizien also, dass diese Fichte aktiv von Borkenkäfern befallen wurde. Mit dieser Information wäre es für Waldbesitzer:innen leichter, einen befallenen Baum im Frühstadium zu entfernen.

Das Salzburger Unternehmen cognify GmbH entwickelt derzeit gemeinsam mit der Mechatronik Austria GmbH eine Technologie für eine digitalisierte Viehwirtschaft in Kleinbetrieben. Das Ziel ist es, mittel s einer KI-gestützten Analyse von Videobildern aus einem Rinderstall einzelne Tiere einer Herde zu identifizieren, deren Verhalten genau zu beobachten und anhand von Verhaltensmustern Rückschlüsse auf das Befinden der Tiere zu ziehen. "Damit es den Tieren gut geht, versuchen wir mittels Computer-Vision die Kühe zu identifizieren, um genau zu wissen, wann welche Kuh was macht - komplett ohne Sensorik im Pansen oder am Halsband und damit kostengünstig“, berichten die Projektbetreiber, die bei ihrer Arbeit auch mit der HBLFA Raumberg- Gumpenstein kooperieren. Die Analyseergebnisse sollen den Bäuerinnen und Bauern per Handy-App und am PC zur Verfügung gestellt werden. Die Tierhalter:innen werden rund um die Uhr informiert,  wann eine Kuh brunftig ist, die Abkalbung beginnt oder sich eine Kuh auffällig verhält, was auf eine Krankheit hinweisen könnte.

Das Projekt zielt insbesondere darauf ab, dass das digitale Verfahren auch in ländlichen, traditionell geführten Kleinbetrieben eingesetzt werden kann. Damit soll auch ein wesentlicher Beitrag für die Sicherung der Zukunft dieser Haltungsform geleistet werden.