„Kein Wasser, kein Leben. Kein Blau, kein Grün“, fasste die angesehene Meeresbiologin Sylvia Earle die Bedeutung des globalen Ozeans zusammen. Der Ozean ist die Hauptnahrungsquelle für die Hälfte des Planeten und liefert den Sauerstoff für jeden zweiten Atemzug, den wir machen.
Und doch ist es die Mülldeponie der Menschheit – verstopft von Billionen Plastikstücken, schädlichen Chemikalien und abfließendem Müll. Neunzig Prozent der atmosphärischen Wärme, die durch Emissionen fossiler Brennstoffe verursacht wird, werden vom Ozean absorbiert, was eine Kaskade schlimmer Folgen auslöst.
Die globalen Meeresoberflächentemperaturen waren im April und Mai 2023 die höchsten seit Beginn der Aufzeichnungen für diese Monate, berichtete das britische Met Office letzte Woche, während das antarktische Meereis „mit großem Abstand die niedrigsten seit Aufzeichnungen für dieses Datum“ ist.
Wärmere Gewässer bündeln tropische Stürme mit mehr Energie und katapultieren sie in immer zerstörerischere Stürme.
Die übermäßige Erwärmung der Ozeane hat auch dazu geführt, dass die meisten Wildfischbestände der Welt dezimiert wurden, was zu einer zunehmenden Nahrungsmittelkrise für eine wachsende Weltbevölkerung führt.
Aber der Ozean ist angesichts der Klimakrise einer der wichtigeren natürlichen Verbündeten der Menschheit. Demnach könnte die Meeresindustrie ein Fünftel der erforderlichen Emissionssenkungen erreichen, um den globalen Temperaturanstieg bis 2050 auf 1,5 °C zu begrenzen Hochrangiges UN-Gremium für eine nachhaltige Meereswirtschaft, weitere katastrophale Klimaauswirkungen abzuwehren.
Es könnte auch nachhaltigere Nahrungsquellen aus Fischerei, Algen und Aquakultur bereitstellen, mehr Menschen ernähren und kohlenstoffintensive, landbasierte Nahrungsmittelsysteme reduzieren.
„Es ist an der Zeit, den Ozean nicht mehr als Opfer zu betrachten, sondern ihn als wesentlichen Teil der Lösung globaler Herausforderungen zu betrachten.“ sagte das Gremium.
Das Unterwasserkamerasystem und die maschinellen Wahrnehmungswerkzeuge von Tidal erfassen das Verhalten von Fischen
Ein Großteil des Ozeans bleibt für uns ein Rätsel, während seine Tiefe und Breite es unglaublich schwierig machen, sein Potenzial im großen Stil zu nutzen.
Die jüngsten Fortschritte in der künstlichen Intelligenz und im maschinellen Lernen zeigen jedoch Anzeichen für eine Bewältigung dieser Herausforderungen.
Vor fünf Jahren begann Tidal, ein Projekt innerhalb des Erfindungslabors von Alphabet, bekannt als „Moonshot Factory“, zu erforschen, wie die Aquakultur – die Aufzucht von Meerestieren für den Verzehr – gefördert und gleichzeitig die Gesundheit der Meere geschützt werden kann.
Kameras werden seit langem von Fischzüchtern eingesetzt, konnten jedoch kein detailliertes Bild von den Vorgängen in Betrieben mit Millionen von Fischen liefern.
Die ersten Versuche des Systems – bestehend aus um 360 Grad drehbaren Kameras, Sensoren und maschinellen Wahrnehmungstools – wurden in einem Kinderbecken im Googleplex, dem Hauptsitz von Google und der Muttergesellschaft Alphabet in Mountain View, Kalifornien, durchgeführt.
Die nächste Station war Norwegen, um Prototypen in rauen Meeresumgebungen zu testen, von Fjorden innerhalb des Polarkreises bis hin zu offenen Gewässern der Nordsee.
Das System erfasste Umweltdaten wie Wassertemperatur und Salzgehalt sowie acht Milliarden Unterwasserbeobachtungen von Atlantischem Lachs. Die Daten wurden dann verwendet, um KI zu einem De-facto-„Fischflüsterer“ zu trainieren, der ihre Bedürfnisse vorhersagen kann.
„Unser System trennt Signale von Rauschen“, sagte Neil Davé, Gründer und CEO von Tidal Der Unabhängige.
„Unser Modell betrachtet diese Szenen und zieht Erkenntnisse aus dem Geschehen im Wasser, sei es das Verhalten der Fische, ihre Ernährung, ihre Gesundheit oder allgemeine Wachstumstrends.“
Aquakulturgehege in Norwegen
(Gezeiten)
Das Tidal-System „liest“ eine Reihe von Merkmalen, darunter das Öffnen und Schließen des Mauls, ob Fische Futterpellets fressen, vertikales Schwimmen und schnelle Richtungsänderungen.
Die Daten werden in Millisekunden von KI verarbeitet und die Erkenntnisse helfen bei alltäglichen Entscheidungen in Fischfarmen, etwa wie viel Futter ins Wasser gegeben werden soll oder ob Schädlinge wie Seeläuse behandelt werden müssen.
Langfristig hält es nicht nur die Fische gesünder, sondern reduziert auch die Lebensmittelverschwendung – nicht nur ein Vorteil für die Umwelt, sondern auch ein großer finanzieller Segen für eine Branche, in der rund 60 Prozent der Kosten für Futtermittel anfallen.
„Es ist eine Win-Win-Situation sowohl für die Umwelt als auch für das Unternehmen“, sagte Herr Davé.
Tidal hat kürzlich eine Partnerschaft mit Cognizant geschlossen, einem globalen Dienstleistungs- und IT-Beratungsunternehmen mit Fachkenntnissen in der Meeresindustrie, um die Technologie zu skalieren und auf den Markt zu bringen. Heute schwimmen rund 600 Geräte von Tidal vor der norwegischen Küste.
Stig Martin Fiskå, der in Oslo ansässige Leiter von Cognizant Ocean, glaubt, dass Norwegen aufgrund seiner großen Fischereiindustrie und seiner Bereitschaft, sich Herausforderungen direkt zu stellen, ein ideales Testgelände ist.
Der norwegische Aquakultursektor sei seit zehn Jahren nicht mehr in der Lage gewesen, mehr Fisch zu züchten, sagte er. Daher sei er von Tidals Strategie beeindruckt, das komplexe Ökosystem als Ganzes zu betrachten und das Problem vom „Ei bis zum Filet“ anzugehen.
„Mit dieser Technologie sehen wir Signale, dass wir mehr Fisch produzieren können, weil sie körnig, lebendig und intelligent ist“, sagte er Der Unabhängige. „Sie können früher kluge Entscheidungen treffen.“
Herr Fiskå sagte, es sei noch zu früh, darüber zu spekulieren, wie stark der CO2-Fußabdruck der Branche durch die neue Technologie verringert werden könne, er habe jedoch große Hoffnungen.
1- Kamera und Computer Vision sammeln und interpretieren kontinuierlich Bilder von Fischen; 2 – Umweltsensoren, die eine Mischung aus Umweltdaten wie Temperatur und Salzgehalt sammeln
(Gezeiten)
„Wir bekommen hoffentlich nicht nur [emissions] auf Null oder sogar positiv … aber hoffentlich helfen wir der Welt auch dabei, nachhaltigere Lebensmittel zu produzieren“, sagte er.
Herr Fiskå sagte, dass es anfangs zwar eine gewisse Skepsis und Zurückhaltung gegenüber der Weitergabe nicht sensibler Daten gegeben habe, die für das Funktionieren eines KI-Systems erforderlich seien, die Reaktion der gesamten Aquakulturbranche jedoch optimistisch sei.
„Ich denke, die meisten Leute sehen das so: Passiert es endlich? Ich habe mit Branchenakteuren aus den Bereichen Schifffahrt, Aquakultur und Energie gesprochen, die dachten, das sei etwas, was wir schon vor 10 Jahren bekommen würden. Jetzt ist es ausgereift, es hat sich bewährt.“
Es geht nicht nur darum, Fische zu füttern. Das norwegische Aquakulturprojekt gilt als Ausgangspunkt für eine Reihe von Branchen der „Blue Economy“ – Schifffahrt, erneuerbare Offshore-Energie und Kohlenstoffbindung.
In der Schifffahrt könnte KI beispielsweise eingesetzt werden, um Mikrowettersysteme zu analysieren und die Schiffsgeschwindigkeit zu optimieren, den Hafenverkehr umzuleiten und die Ankunftszeiten anzupassen, um den Treibstoffverbrauch und damit die Treibhausgasemissionen zu senken.
Da immer mehr Offshore-Windparks gebaut werden, könnte KI eine Rolle bei der Überwachung der Auswirkungen des Baus auf Meeresökosysteme spielen.
„Diese Technologien sind vielversprechend, um wirklich dazu beizutragen, die Fähigkeiten der Menschen im Ozean zu steigern“, sagte Davé.