Dominik Pataky & Gudrun Schiedermeier
Mit Sensoren und Drohnen Waldbrände vermeiden? Das klingt erst mal nach einer großen Errungenschaft. Aber wenn die Technik plötzlich auch zur Überwachung von Menschen genutzt werden soll, flammen schnell Diskussionen auf.
Michael und Daana kommen aus einem Meeting. Sie sind begeistert, dass ihr Produkt zur Früherkennung von Waldbränden vom Nationalpark Eldertree Sanctuary als Gewinner ausgewählt wurde. Der Nationalpark beherbergt seltene und auch besonders alte Bäume und ist sowohl bei den Menschen in der Umgebung als auch bei Besucher*innen beliebt, die von weiter her anreisen. Ihr Produkt, ForestWatch.AI, war eines von vielen Bewerbungen für eine Ausschreibung des Nationalparks. Nun sind sie ein ganzes Stück weiter, ihre technologische Lösung in der Praxis einzusetzen.
Tatsächlich ist es nämlich so: Die meisten Waldbrände entstehen fahrlässig oder absichtlich durch Brandstiftung. Klima, Wetter und Trockenheit beeinflussen das Brandgeschehen, sind aber seltener die ursprünglichen Auslöser für Brandherde. Durch die Waldbrände und den damit verbundenen Waldverlust steigen die Treibhausgasemissionen weiter, was wiederum mehr Brände begünstigt und deren Kontrollierbarkeit erschwert. Nicht selten ist für eine Wiederaufforstung ein Zeitraum von mehreren Jahrzehnten notwendig. Deshalb sind eine frühzeitige Erkennung von Waldbränden und das rechtzeitige Löschen zwei kritische Maßnahmen zum Schutz der Wälder. Gleichzeitig wird der Bekämpfung von Brandstiftung eine hohe Priorität eingeräumt, sodass auch hier Lösungen gesucht und Mittel eingesetzt werden sollen.
Die beiden haben in ihrem Projektantrag eine Kombination aus verschiedenen Sensoren und Drohnen vorgeschlagen, die alle unterschiedliche Aufgaben erfüllen. Sie haben mit ForestWatch.AI ein Konzept entwickelt, mit dem ein Waldbrand frühzeitig erkannt und bekämpft werden kann, damit erst gar nicht große verheerende Waldbrände entstehen. Mit neuartigen Sensoren, die billig sind und sich fest montieren und breit im Gebiet verteilen lassen, können sie die Gaszusammensetzungen bei Rauchentwicklung erkennen und so die Brände schon früh bei der Entstehung orten. Die Sensoren können wartungsarm betrieben werden, sind sehr zuverlässig, versorgen sich über kleine Solarpanels mit Strom und sind außerdem mit einem langlebigen Akku ausgestattet.
Das Sensornetz wird von einem Schwarm Drohnen unterstützt. Diese sind ausgestattet mit Wärmebildkameras und überwachen das Gelände aus der Luft. Eine KI-Software steuert die Drohnen autonom mithilfe eines Geoinformationssystems, wie es bereits in der Agrarindustrie eingesetzt wird. Es führt die Daten aller Sensoren und der Kamerabilder zusammen, wertet sie aus und schickt – sobald ein Brandherd entdeckt wird – automatisch eine Meldung an das zentrale Brandbekämpfungssystem. In der Premiumversion von ForestWatch.AI kann das System bereitstehende Löschdrohnen, die mit einem Wassertank ausgestattet sind, zum Brandherd schicken. Gleichzeitig wird die nächstliegende Feuerwehr informiert. Dank hochpräziser Geodaten und Kamerabilder können die Einsatzkräfte zielgenau den Ort des Geschehens anfahren.
Das Sensornetz wird von einem Schwarm Drohnen unterstützt. Diese sind ausgestattet mit Wärmebildkameras und überwachen das Gelände aus der Luft. Eine KI-Software steuert die Drohnen autonom mithilfe eines Geoinformationssystems, wie es bereits in der Agrarindustrie eingesetzt wird. Es führt die Daten aller Sensoren und der Kamerabilder zusammen, wertet sie aus und schickt – sobald ein Brandherd entdeckt wird – automatisch eine Meldung an das zentrale Brandbekämpfungssystem. In der Premiumversion von ForestWatch.AI kann das System bereitstehende Löschdrohnen, die mit einem Wassertank ausgestattet sind, zum Brandherd schicken. Gleichzeitig wird die nächstliegende Feuerwehr informiert. Dank hochpräziser Geodaten und Kamerabilder können die Einsatzkräfte zielgenau den Ort des Geschehens anfahren.
Daana ist zwar von ihrem Konzept überzeugt, aber auch noch skeptisch, was den Umfang des Einsatzes der Kameradrohnen angeht. Bisher haben sie das komplette ForestWatch.AI-System noch nicht im Einsatz gehabt und konnten daher noch keine längerfristigen Erkenntnisse sammeln. In der Bewerbungsphase haben die Verantwortlichen des Nationalparks jedoch auf den Einsatz von Wärmekamerabildern bestanden. Aus ihrer Sicht ist der alleinige Einsatz von Rauchsensoren unzureichend, um die riesige Fläche des Nationalparks zu überwachen. Insbesondere müssen Fehlalarme so gut es geht reduziert werden, um keinen unnötigen Personaleinsatz auszulösen.
Michael findet das richtig und verteidigt den Einsatz der Drohnen. Zu Daanas Überraschung schlägt er jedoch ein weiteres, bisher nicht besprochenes Feature vor: „Wenn wir schon fliegende Kameras im Einsatz haben, können wir diese doch auch einsetzen, um mögliche Brandstifter zu erkennen. Wir wissen ja, dass die meisten Brände von Menschen verursacht werden. Vielleicht ist die Abschreckung wirksamer, wenn potenzielle Brandstifter wissen, dass es eine Kameraüberwachung gibt. Und wenn alles optimal läuft, können wir die Drohnen auch noch mit Fotokameras ausstatten und via Gesichtserkennungssoftware den Brandstifter erkennen und die Bilder der Polizei zur Verfügung stellen.“ Daana ist entsetzt: „Also, ich würde keinen Nationalpark besuchen, von dem ich weiß, dass ich dort ständig von Kameras überwacht werde. Was soll denn das für eine Erholung sein, wenn ich mich dauernd beobachtet fühle? Willst du vielleicht auch noch die Gespräche der Besucher aufzeichnen und mit KI auswerten, ob sie ein Verbrechen planen? Du spinnst ja! Komm mal wieder auf den Boden der Tatsachen. Zunächst müssen wir uns um die Sensoren kümmern. Solche, wie wir sie vorgeschlagen haben, gibt es in der Menge ja noch gar nicht. Verwende deine Energie mal lieber darauf.“
Allerdings lässt sich Michael von seiner Idee kaum abbringen: Wenn man mit der zusätzlichen Kameraüberwachung auch nur einen einzigen Waldbrand verhindern kann, sei das doch eine gute Sache, oder?
Fragen:
- Rechtfertigt der Einsatz von Gesichtserkennungssoftware zur Erkennung von Verbrechen die Verletzung der Privatsphäre der Besucher*innen?
- Wie verhält sich die Auswirkung der erfolgreichen Waldbrandprävention gegenüber dem Ressourcenverbrauch von Sensoren, Drohnen und KI-Software?
- Welche Maßnahmen sollten ergriffen werden, um die Zuverlässigkeit des noch unerprobten KI-Systems bei Fehlern bestmöglich zu steuern? Wie können Fehlalarme verhindert werden, wenn viele Teile des Systems autonom entscheiden?
- Ist es angemessen, einen Nationalpark mit Drohnen zu überwachen, um Schäden durch die Besucher*innen zu vermeiden?
- Gibt es besondere Aspekte beim Einsatz von Drohnen, die berücksichtigt werden müssten?
- Sollte der Einsatz der Drohnen vielleicht besser an saisonale Bedingungen geknüpft sein, wie zum Beispiel die offizielle Einschätzung akuter Waldbrandgefahr?
- Schafft der Einsatz von ForestWatch.AI eine Konkurrenzsituation zwischen Parkpersonal und KI? Oder ist es vielmehr eine Ergänzung und Entlastung des bisherigen Personals?
Erschienen in .inf 11, Das Informatik-Magazin, Herbst 2025
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