Digi­ta­les Insek­ten­mo­ni­to­ring als Open-Source-Projekt

Nach Anga­ben der Fach­zeit­schrift «PLOS ONE» nahm die Gesamt­mas­se an Flug­in­sek­ten zwi­schen 1989 und 2016 um mehr als 75 Pro­zent ab. Um Insek­ten zu schüt­zen, ist ein sys­te­ma­ti­sches Moni­to­ring über einen lan­gen Zeit­raum not­wen­dig - und dies mög­lichst in Echt­zeit und ohne dass Tie­re dabei Scha­den neh­men. Hier setzt das Open-Source-Pro­jekt KIn­sec­ta an. 

Bis­lang wird das Mon­mi­to­ring meist mit Hil­fe von Insek­ten­fal­len durch­ge­führt, in denen die Insek­ten gefan­gen, getö­tet und in Alko­hol kon­ser­viert wer­den. Oft wird nur die Tro­cken­mas­se gewo­gen, es gibt aber auch auf­wän­di­ge Einzelbestimmungen.

Für ein groß­flä­chi­ges Moni­to­ring ist die Tot­fal­len-Metho­de weni­ger geeig­net. Wün­schens­wert wäre ein digi­ta­li­sier­tes Moni­to­ring in Echt­zeit, bei dem die Tie­re kei­nen Scha­den neh­men. Es gibt etli­che Ver­suchs­auf­bau­ten mit die­ser Ziel­stel­lung, zumeist im uni­ver­si­tä­ren Umfeld. Mit­ein­an­der kom­bi­nier­te Sen­so­ren lie­fern «Mul­ti­sen­sor­da­ten», die dann mit­tels künst­li­cher Intel­li­genz (KI) aus­ge­wer­tet werden.

Eine kos­ten­güns­ti­ge Lösung dafür möch­te das Open-Source-Pro­jekt «KIn­sec­ta» ent­wi­ckeln und ver­brei­ten. Kern der Idee sind spe­zi­el­le Foto­zel­len: «Wing­beat-Sen­so­ren», die die Flü­gel­schlag­fre­quenz der durch­flie­gen­den Arten mit Infra­rot­licht mes­sen. Die KI-basier­te Aus­wer­tung wird sich in der ers­ten Aus­bau­stu­fe dar­auf beschrän­ken, den Flü­gel­schlag etwa von Stech­mü­cken von dem der Schmet­ter­lin­ge zu unter­schei­den und zu regis­trie­ren. Kom­bi­niert mit Boden-, Vege­ta­ti­ons- und Wet­ter­da­ten (Luft­feuch­te, Tem­pe­ra­tur, Luft­druck, Wind­ge­schwin­dig­keit, Hel­lig­keit etc.) will man so Ord­nun­gen und Fami­li­en näherkommen.

Um ein­zel­ne Arten am Mess­ort von­ein­an­der unter­schei­den zu kön­nen, soll eine Sen­sor­ka­me­ra Bild­da­ten auf­zeich­nen, die zunächst von Hand (bzw. Auge) aus­ge­wer­tet wer­den. Wei­te­re Signal­ar­ten sol­len spä­ter hin­zu­kom­men und von der KI ein­be­zo­gen wer­den. Auf der Basis des Raspber­ry Pi soll ein Out­door-Gerät ent­ste­hen, das auto­ma­ti­siert im Frei­land mes­sen kann. Wing­beat- und Kame­ra-Signa­le sol­len durch künst­li­che neu­ro­na­le Net­ze (NN) aus­ge­wer­tet werden.

Für Daten­ma­nage­ment und Pro­gram­mie­rung stellt das Bun­des-Umwelt­mi­nis­te­ri­um über eine Mil­li­on Euro zur Ver­fü­gung. Für die End­an­wen­der soll ein kos­ten­güns­ti­ges Open-Source-Gerät ent­ste­hen, das selbst oder mit Hil­fe zusam­men­ge­baut wer­den kann. Die Daten­über­tra­gung soll bis 15 km über «Long Ran­ge Wide Area Net­work» (LoRa­WAN) erfol­gen. Dar­über hin­aus wird es wohl auf die Nut­zung von Mobil­funk­net­zen hinauslaufen.
Das Umwelt­bil­dungs­zen­trum Lis­t­hof bei Reut­lin­gen will Bas­tel­werk­stät­ten und Nut­zer­schu­lun­gen anbie­ten. Der Low-Cost-Insek­ten­zäh­ler soll deutsch­land­weit ein­ge­setzt wer­den und als «Leucht­turm­pro­jekt" der Minis­te­ri­al­bü­ro­kra­tie die For­schung zur digi­ta­li­sier­ten Insek­ten­be­stim­mung vorantreiben.

Diet­mar Sievers

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Fotos: Pro­jekt KIn­sec­ta / Nico­la Wettmarshausen