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Schnüffel-KI soll Nonnen-Attacken im Wald voraussagen

Unter Rindenschuppen verborgene Eiablage der Nonne (Lymantria monacha). Foto: TU Dresden

Unter Rindenschuppen verborgene Eiablage der Nonne (Lymantria monacha). Foto: TU Dresden

Sachsen kombinieren Sensorik und Künstliche Intelligenz für den Baumschutz

Dresden, 17. Januar 2023. Um die Wälder besser als bisher gegen Borkenkäfer, Nonnen-Schmetterlinge und andere zerstörerische Insekten zu schützen, arbeiten Forscher aus Sachsen derzeit an mobilen Insektenerkennern. Ausgestattet mit künstlicher Intelligenz (KI) und künstlicher Nase, sollen diese Geräte unerwünschte Waldbesucher erschnüffeln, so dass Förster beizeiten mit dem Insektenabwehrkampf beginnen können. Dies geht aus einer Mitteilung der federführenden TU Dresden hervor.

Gerät soll schon Eier der Schädlinge riechen können

„Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung und Erprobung eines modernen und effektiven Sensorikverfahrens für die Früherkennung vor allem der Schmetterlinge Nonne (Lymantria monacha), Eichenprozessionsspinner (Thaumetopoea processionea) und des Borkenkäfers Großer Buchdrucker (Ips typographus) im Wald“, heißt es in der Uni-Ankündigung. „Zukünftig schon Eiablagen von potenziell schädlichen Insekten im Wald mit dem angestrebten Verfahren zu entdecken, ohne aufwendig und systematisch die Rinde an Bäumen abzulösen, würde das Waldschutzmonitoring revolutionieren“, ergänzte das Dresdner TU-Zentrum für Produktionstechnik und Organisation (CIMTT).

Tharandter Wald. Foto: TU Dresden

Tharandter Wald. Foto: TU Dresden

Pro Jahr verliert Deutschland einen von 100 Bäumen

Mit den geplanten Geräten können die Förster künftig besser gegen das Waldsterben vorgehen. Mittlerweile gilt nur noch etwa jeder fünfte Baum in Deutschlands als einigermaßen gesund. Pro Jahr stirbt etwa jeder 100. Baum hierzulande. Schuld daran ist nicht mehr so sehr saurer Regen wie zu DDR-Zeiten, sondern vor allem Dürren, Waldbrände und Angriffe durch Borkenkäfer und andere Insekten.

Ionenbeschleuniger als künstliche Nase

Deren Wüten schneller zu erkennen, darauf zielt nun das Projekt „Forstview – Frühzeitige Erkennung forstschädlicher Insekten“ und der geplanten mobilen Schnüffler. Als Sensoren wollen die Forscher und Ingenieure dabei spezielle Ionenmobilitätsspektrometer (IMS) einsetzen. Dabei handelt es sich um kleine Röhren, in denen Luftproben einströmen – mitsamt all der chemischen Verbindungen, die den Waldgeruch ausmachen. Das IMS ionisiert diese Moleküle zunächst, nimmt ihnen gewissermaßen die Elektronen weg, so dass elektrisch geladene Teilchen übrig bleiben.

Elektrische Felder in den Röhrchen bremsen und beschleunigen nun diese Molekülrümpfe. Je nachdem, wie schwer das jeweilige Geruchsteilchen ist, umso langsamer oder schneller driftet es zum Messzähler am Ende des Röhrchens. Dadurch wird es möglich, verschiedene chemische Verbindungen – also eben auch Gerüche – zu unterscheiden. Eine KI ordnet den Messwerten dann den Geruch des passenden Insekts zu. „Bei Erfolg des Verfahrens soll es auf weitere Insektenarten und Geruchsquellen in Wäldern erweitert werden“, kündigt die Uni an.

TU Dresden, Helmholtz Leipzig und Privatinstitut Ifu arbeiten zusammen am „Forstview“-Projekt

Die Forstview-Leitung hat die Professur für Waldschutz an der TU Dresden übernommen. Mit dabei sind auch das Leipziger Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung sowie die das private Institut für Analytik (Ifu) aus dem sächsischen Frankenberg. Das Dresdner CIMTT soll den Transfer in die Praxis übernehmen.

Autor: Heiko Weckbrodt

Quellen: TUD, CMITT, Wikipedia, Bundeslandwirtschaftsministerium – Waldzustandsbericht 2021