KI für eine nachhaltige Entwicklung

Künstliche Intelligenz ist ein hilfreiches Werkzeug, um aus Daten einen Mehrwert zu erzeugen. KI kann Unternehmen, Institutionen und Einzelne wirksam dabei unterstützen, ökologisch verträglich, sozial gerecht und wirtschaftlich erfolgreich zu handeln.

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KI-Landkarte: Nachhaltige KI-Anwendungen

Innovative KI-Lösungen tragen auf vielfältige Weise zu einer nachhaltigen Entwicklung bei - indem sie den Verbrauch von Energie und Ressourcen optimieren, die medizinische Versorgung verbessern oder nachhaltige Geschäftsmodelle ermöglichen (siehe Filmclip). Rund 150 konkrete Beispiele aus Deutschland zeigen wir in einer Sonderausgabe unserer KI-Landkarte.

Fokus: Nachhaltige Mobilität

Mit Hilfe von KI-Systemen lassen sich Verkehrssysteme flexibler und nachhaltiger gestalten. Gleichzeitig ermöglichen KI-basierte Mobilitätskonzepte völlig neue Geschäftsmodelle. Wie sich Individualverkehr und Transport intelligent vernetzen lassen und welche Chancen sich daraus für Akteure im Mobilitäts- und Logistikbereich ergeben, zeigt das kommentierte Umfeldszenario „Intelligent vernetzt unterwegs“.

Interview: Wie Künstliche Intelligenz die Energiewende unterstützt

Best Practice: KI-Lösungen für mehr Nachhaltigkeit

Technische Universität IlmenauWildpflanzen per App erkennen

Auf einer Wanderung unterwegs, eine schöne Blume entdeckt und kein Bestimmungsbuch zur Hand? Die kostenlose App Flora Incognita ermöglicht es mit Hilfe von Künstlicher Intelligenz, wildwachsende Pflanzen schnell, einfach und genau zu bestimmen. Sie soll in der Bevölkerung das Bewusstsein dafür schärfen, wie wichtig Artenvielfalt ist.

Marktreife Lösung

apic.aiRettet die Bienen - mit KI

Seit über einem Jahrzehnt ist in vielen Regionen der Welt ein rätselhaftes Bienensterben zu beobachten. Zwischen 2006 und 2017 lag die jährliche Verlustrate von Honigbienen in Europa bei nahezu 30 Prozent. Die Gründe hierfür sind bis jetzt nur ansatzweise erforscht. Ein Start-up aus Karlsruhe analysiert nun mit Hilfe Künstlicher Intelligenz, wie es um das Wohl von Bienenvölkern steht und liefert Daten für den lokalen Erhalt der Biodiversität.

Marktreife Lösung

Fraunhofer IOSB/ASTSichere Stromnetze dank KI

Der Betrieb der Stromnetze ist infolge der Energiewende zunehmend anspruchsvoll geworden. Gleichzeitig eröffnet die Digitalisierung der Netze neue Chancen. Um die enormen Datenmengen zu verarbeiten, die sich beim Messen des täglichen Netzzustandes ansammeln, können Netzbetreiber künftig KI-Methoden einsetzen.

Entwicklungsprojekt

heliopas.ai GmbHWaterFox – feldgenaue Bewässerung mit KI

Ein Start-up aus Karlsruhe liefert Landwirten präzise Daten zur Bodenfeuchtigkeit ihrer Felder und berücksichtigt dabei auch Faktoren wie die individuelle Beschaffenheit der Äcker, die Fruchtart oder historische Wetterdaten. Das Ziel: Durch effiziente Bewässerung den Ertrag verbessern und natürliche Ressourcen schonen.

Marktreife Lösung

Technische Universität BerlinMonitoring von Waldschäden

Der Klimawandel, unkontrollierbare Feuer und der Borkenkäfer stellen echte Bedrohungen für unseren Wald dar. Die Dürrejahre 2018 und 2019 haben dem Forstbestand in Deutschland massiv geschadet, nahezu alle Bäume leiden unter der andauernden Trockenheit. In zwei Forschungsprojekten untersuchen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der TU Berlin die entstandenen Waldschäden mit Hilfe von Künstlicher Intelligenz genauer.

Entwicklungsprojekt

DFKI Standort BremenFlatFish – Autonome Inspektionen in der Tiefsee

Die Unterwasserinspektion von Offshore-Industrieanlagen ist ein aufwendiges, teures und riskantes Unterfangen. Zwischen 100.000 und 300.000 Euro kostet ein Einsatz auf See pro Tag. Das DFKI entwickelt aktuell einen autonomen Roboter, der die Unterwasserinspektion von Offshore-Anlagen künftig deutlich vereinfachen könnte.

Marktreife Lösung

meteolytix GmbHBestelloptimierung für Bäckereien

Bis zu 17 Prozent der Bäckereiprodukte in Deutschland landen nicht beim Kunden, sondern im Müll. Der Grund: Es wird zu viel produziert. Die meteolytix GmbH unterstützt KMU mit einer KI-basierten Software bei einer besseren tagesaktuellen Absatzplanung.

Marktreife Lösung

Siemens AGALICE III: Windenergie optimal nutzen

Der Wind bläst ununterbrochen, die Rotorblätter kreisen im Dauerregen gleichmäßig in der Luft, die Turbinen summen. Bei dieser stürmischen Wetterlage wird gerade viel Strom produziert. In der Nordsee spielt die Stromerzeugung durch Wind seit Jahrzehnten eine bedeutende Rolle. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler arbeiten im Forschungsprojekt ALICE III daran, wie Offshore-Windkraftanlagen mit Hilfe Künstlicher Intelligenz (KI) noch effektiver grünen Strom produzieren können.

Entwicklungsprojekt

Software AGMit KI Luftverschmutzung bekämpfen

Verkehrsbedingte Schadstoffe sind seit langem eine Gefahr für die Bewohnerinnen und Bewohner von Städten. Allein durch Feinstaub sterben in Deutschland laut Umweltbundesamt jedes Jahr über 40.000 Menschen. Die Zahl der Neuerkrankungen geht in die Hundertausende. Das vom Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) geförderte Forschungsprojekt SAUBER zielt darauf, die Luftqualität in den Städten mit Hilfe Künstlicher Intelligenz deutlich zu verbessern.

Marktreife Lösung

Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität BonnPhenoRob - Nachhaltige Nutzpflanzenproduktion

Die wachsende Weltbevölkerung benötigt mehr Nahrung als jemals zuvor. Ackerflächen aber sind begrenzt. Zudem wirken sich Hitze und Trockenheit – hervorgerufen durch den Klimawandel – sowie die Verwendung von Pestiziden schädlich auf die Landwirtschaft aus. Forscherinnen und Forscher der Universität Bonn und des Forschungszentrums Jülich wollen mit Hilfe von KI-Methoden und Robotik Wege hin zu einer nachhaltigen Agrarwirtschaft aufzeigen.

Entwicklungsprojekt

Fraunhofer IGDWege schaffen für die Meerforelle

Jeden Tag verenden unzählige Fische in den Flüssen, weil ihre natürlichen Schwimmwege versperrt werden. Das gilt auch für die mittlerweile vom Aussterben bedrohte Meerforelle. Das Fraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung IGD will mit Methoden der Künstlichen Intelligenz die Laichwanderung der Meerforelle noch besser verstehen – und so Grundlagen für geeignete Maßnahmen zu ihrem Schutz schaffen.

Marktreife Lösung

HealthVision GmbHArbeitsbedingte Gesundheitsrisiken erkennen und steuern

Die Gesundheit der eigenen Beschäftigten sollte ein zentrales Anliegen von Unternehmen sein. Drei Mittelständler entwickeln aktuell ein System, das dynamische Berichte und Prognosen zum Gesundheitsstand von Beschäftigten anbietet und frühzeitige Intervention ermöglicht.

Entwicklungsprojekt

Weitere Fallbeispiele zum Einsatz von KI für eine nachhaltige Gesellschaft bietet die KI-Landkarte der Plattform Lernende Systeme.

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Interview mit Matthias Gotsch: Wege in eine nachhaltige Smart City

Interview mit Matthias Gotsch: Wege in eine nachhaltige Smart City

Matthias Gotsch ist Projektleiter im Kompetenzzentrum Nachhaltigkeit und Infrastruktursysteme am Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung ISI in Karlsruhe. Derzeit leitet er ein Forschungsvorhaben des Umweltbundesamtes zu den Wechselwirkungen zwischen dem Prozess der Digitalisierung und dem Übergang zu einer Green Economy, in dessen Rahmen auch die Auswirkungen von KI eine große Rolle spielen. Er ist außerdem Professor für Allgemeine Betriebswirtschaftslehre an der Hochschule Fresenius Heidelberg.

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Interview mit Hannah Helmke: Optimierter Klimakurs

Interview mit Hannah Helmke: Optimierter Klimakurs

Hannah Helmke studierte Psychologie an der Universität Osnabrück sowie International Business an der Cologne Business School. Im Anschluss war sie für den IT-Dienstleister BridgingIT GmbH und die Deutsche Post DHL Group tätig, wo sie sie die Potenziale der Digitalisierung für die Erreichung von Nachhaltigkeitszielen erforschte und in die Anwendung wissenschaftsbasierter Klimametriken einführte. Im Jahr 2016 gründete sie in Frankfurt gemeinsam mit Sebastian Müller das Start-up right.based on science. 2020 wurde das Unternehmen mit dem Next Economy Award des Deutschen Nachhaltigkeitspreises ausgezeichnet. Helmke erhielt ebenfalls 2020 den Digital Female Leader Award in der Kategorie „Sustainability“.

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Interview mit Lynn Kaack: An der Schnittstelle von Klimaschutz und KI

Interview mit Lynn Kaack: An der Schnittstelle von Klimaschutz und KI

Lynn Kaack befasst sich in der Forschungsgruppe „Energy Politics Group“ an der Eidgenössischen Technischen Hochschule (ETH) Zürich damit, wie maschinelles Lernen in verschiedenen Bereichen für Klimaschutz eingesetzt werden kann. Sie forscht an wissenschaftlichen und methodischen Grundlagen der Energiepolitik. An der Carnegie Mellon University promovierte sie am Fachbereich „Engineering and Public Policy“. Kaack ist außerdem Co-Leiterin der internationalen Experten/-innen-Gruppe „Climate Change AI“, die 2019 und 2020 insgesamt fünf Konferenz-Tracks zum Thema organisierte und ein Online-Netzwerk betreibt. Sie ist Mitglied im Österreichischen Rat für Robotik und Künstliche Intelligenz, ein Beratungsorgan des Bundesministeriums für Klimaschutz, Umwelt, Energie, Mobilität, Innovation und Technologie.

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Interview mit Philipp Kanstinger: Smart Sensing über dem Meereshorizont

Interview mit Philipp Kanstinger: Smart Sensing über dem Meereshorizont

Philipp Kanstinger ist Meeresbiologe und in der Umweltschutzorganisation WWF zuständig für die Zertifizierung von Fisch und Meeresfrüchten. Im Rahmen der „Smart Fishing Initiative“ des WWF entwickelte er in Kooperation mit dem WWF-Fachbereich „Innovation, Sciences, Technologies & Solutions“ 2014 gemeinsam mit dem Unternehmen Navama ein KI-gestütztes Trackingtool zur Fernerkundung mit Satellitenbildern. Damit sollen Fischereiaktivitäten von Booten automatisiert entdeckt werden können. Begleitend dazu beteiligte sich Kanstinger an der partizipativen Datenaustauschplattform TransparentSea.org, auf der sich Fischereien seit 2012 registrieren und ihre Aktivitäten transparent darstellen können. Dies soll die Einhaltung von Fischereivorgaben unterstützen.

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Literatur zu KI und Nachhaltigkeit