Drohnen und KI erkennen Plastikmüll in Flüssen und Meeren

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© DFKI
In der Mitte des Bildes wird nach Müll und nicht-Müll klassifiziert, in der zweiten Stufe nach der Art des Mülls.

Eine deutsche Forschungsgruppe setzt Drohnen in Kambodscha ein. Die Fluggeräte identifizieren und lokalisieren Plastikmüll entlang von Wasserwegen und machen Gegenmaßnahmen so effektiver.

Autor Leonie Asendorpf, 13.07.20

Übersetzung Leonie Asendorpf:

Durchschnittlich 13.000 Plastikmüllpartikel treiben mittlerweile auf jedem Quadratkilometer Meeresoberfläche. In vielen Ozeanen bilden sich ganze Strudel aus Müll, die teilweise viermal so groß sind wie die Fläche Deutschlands. Der Abbau der Kunststoffe im Meer ist äußerst langsam und kann Jahrhunderte dauern. Damit wird Plastikmüll in den Weltmeeren zu einer immer größeren Gefahr für das gesamte Ökosystem, für sämtliche Tiere und Pflanzen – und letztlich auch für uns Menschen, da die Plastikpartikel beispielsweise mit dem Fisch auch auf unserem Teller landen.

In Ländern wie Vietnam, Malaysia oder Kambodscha ist Kunststoffmüll besonders problematisch. In diesen Ländern gibt es nur lückenhafte Recyclingprogramme und bis vor wenigen Jahren war es großen Industrieländern sogar noch erlaubt, ihren Müll in diese Länder zu exportieren und so das eigene Plastikproblem für wenig Geld – oder auch illegal – auszulagern. Seit dem im Mai 2019 von insgesamt 187 Staaten beschlossenen Basler Abkommen sind die Regeln zum Export von Kunststoffmüll immerhin stark verschärft worden.

Trotzdem haben viele Länder im asiatischen Raum nach wie vor mit riesigen Mengen an Müll zu kämpfen. Das gilt auch für Kambodscha. In der Hauptstadt Phnom Penh mit etwa fünf Millionen Einwohner*innen fallen täglich etwa 3.000 Tonnen Müll an. Doch nur etwa 20 Prozent der Kunststoffabfälle in Kambodscha werden recycelt. Da die Müllabfuhr Kambodschas nicht alle Bürger*innen erreicht und Mülldeponien zum Teil direkt neben Flüssen liegen, sammelt sich der Plastikmüll mittlerweile auch auf den Straßen und in der Natur an.

Drohnen kontrollieren Maßnahmen zum Umweltschutz

Um dieses Problem anzugehen, hat die Regierung Kambodschas in Zusammenarbeit mit der Weltbank ein Projekt ausgeschrieben, das die Abfallwirtschaft in den zwei Großstädten Siem Reap und Sihanoukville verbessern und die Plastikbelastung in Flüssen, Kanälen und an Stränden reduzieren soll. Doch um die Ausgangslage zu erfassen und die Wirksamkeit der Maßnahmen zu überprüfen sind effektive Methoden gefragt.

Hier kommt die Forschungsgruppe der Marine Perception aus Oldenburg ins Spiel, die Teil des Deutschen Forschungszentrums für künstliche Intelligenz (DFKI) ist. Die Forschenden haben ein Konzept entwickelt, mit dem die Umweltverschmutzung mit Hilfe von Drohnen beobachtet werden soll. „Die Drohnen mit Sensorik werden gezielt entlang der Wasserwege eingesetzt, um aus größerer Höhe potenzielle Gebiete zu identifizieren“, erklärt Oliver Zielinski, der zuständige Projektleiter vom DFKI. „Dann wird auf niedrigerer Höhe dieses Gebiet erfasst. Dazu nehmen die Sensoren, direkt nach unten schauend, das Feld auf.“ An den Drohnen sind multispektrale Kameras montiert, die Plastikmüll erkennen, der in Flüssen treibt oder sich an Stränden ansammelt. Außerdem wird analysiert, wie viel Müll an einer bestimmten Stelle liegt und ob es sich eher um Haushaltsmüll oder industriellen Müll handelt. Hierzu nutzt die Forschungsgruppe einen Klassifizierungs-Katalog mit 14 verschiedenen Müllsorten. Bei der Analyse helfen ein Algorithmus und der Einsatz von künstlicher Intelligenz.

Drohnen-Daten als Basis für Aktionsplan

© DFKI

Die gesammelten Daten des DFKI dienen der Regierung Kambodschas dann als Überblick über die aktuelle Müllsituation und als Basis für die Erstellung und Umsetzung eines Plastik-Aktionsplans. Dieser soll dazu führen, dass Plastikmüll effektiv und langfristig vermieden wird.

Müll zu verorten und erfassen ist normalerweise sehr aufwändig; die Drohnenaufnahmen aus der Luft helfen dabei, einen Überblick über die Vermüllung größerer Gebiete zu bekommen. Durch die KI-basierten Anwendungen wird außerdem die Klassifizierung der Müllarten erleichtert. Ursprünglich war auch eine Kooperation mit der Universität Seoul geplant, in deren Rahmen, zusätzlich zu den Drohnen, auch Satelliten zu einer gröberen Identifizierung von vermüllten Orten eingesetzt werden sollten. Diese wurde jedoch aus internen Gründen wieder abgesagt. Doch der Ansatz scheint vielversprechend: Ein Forschungsteam des Plymouth Marine Laboratory (England) und der Universität der Ägäis (Griechenland) haben in einem Paper dargestellt, wie hochauflösende Satellitenbilder genutzt werden können, um „Makrokunststoffe“ (Kunststoffe mit einer Größe von mehr als fünf Millimetern) in Meeren und Ozeanen aufzuspüren und zu identifizieren. Mehr dazu hier: Künstliche Intelligenz und Satellitentechnologie helfen beim Aufspüren von Ozeanplastik

Die Projektlaufzeit des DFKI-Pilotprojektes ist bereits Ende letzten Jahres abgelaufen. Dieses Jahr sollen die ersten Drohnen in den Philippinen, Myanmar und Kambodscha zum Einsatz kommen. Aufgrund der Einschränkungen der Corona-Pandemie wurden die Einsätze aktuell zwar unterbrochen, sobald sie wieder möglich sind, werden lokale Unternehmen jedoch weitere Drohnen aussenden. Neben Einsetzenden in Asien sind die Entwickler*innen der Drohne auch mit Interessenten in Europa im Gespräch.

Dieser Artikel ist Teil des Dosssiers „Satelliten und Drohnen – Wertvolle Helfer für eine nachhaltige Entwicklung“. Alle Artikel des Dossiers findest du hier: Dossier Satelliten und Drohnen

Das Dossier ist Teil der Projekt-Förderung der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU), in deren Rahmen wir vier Dossiers über zwei Jahre zum Thema „Chancen und Potenziale der Digitalisierung für eine nachhaltige Entwicklung“ erstellen.


Mehr Informationen hier.

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