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Drohnentechnologie zum Schutz der weltweit stark gefährdeten Flora und Fauna

Die Populationen der Tier- und Pflanzenwelt unseres Planeten nehmen erschreckend schnell ab. Laut dem Living Planet Index sind etwa die weltweiten Populationen der Wirbeltierarten (Amphibien, Vögel, Fische, Säugetiere, Reptilien) zwischen 1970 und 2012 um 58 {000a095ff30648076f0f4b30b787038af3c769807fe229295054097d29c9e084} zurückgegangen. Bis 2020 wird ein weiterer Rückgang der Populationen um durchschnittliche 67 {000a095ff30648076f0f4b30b787038af3c769807fe229295054097d29c9e084} erwartet.

Wir Menschen sind von der Artenvielfalt unserer Erde abhängig. Sie ist nicht nur unsere Nahrungsquelle, sondern trägt auch zu einem gesunden Ökosystem bei: sauberes Wasser, frische Luft, fruchtbarer Boden und mehr. Ohne die Tier- und Pflanzenwelt können wir nicht nachhaltig leben. Der Schutz der biologischen Vielfalt ist entscheidend für eine gesicherte Zukunft.

Es gibt weltweit verschiedenste Gruppen, die sich durch enorme Bemühungen zum Schutz der Umwelt auszeichnen. Besonders hebt sich Conservation Drones hervor – eine Organisation, die unbemannte Luftfahrzeuge (UAVs, engl. „unmanned aerial vehicle”) für den Einsatz im Umweltschutz in Ländern wie Malaysia, Madagaskar, Chile und Grönland baut und bewirbt.

Im Jahr 2011 begann die Zusammenarbeit von Lian Pin Koh, ordentlicher Professor für Angewandte Ökologie und Naturschutz an der University of Adelaide in Südaustralien, und Serge Wich, Professor für Primatenbiologie an der Liverpool John Moores University in Großbritannien. Sie tauschten sich erstmals über die Herausforderungen ihrer jeweiligen Umweltschutzmaßnahmen in Südostasien aus. „Es wurde uns bewusst, dass wir im Begriff sind, den Kampf um den Erhalt und Schutz der in diesen Regionen betroffen Arten –besonders des Orang-Utans – zu verlieren”, erzählt Koh.

Als sich Koh und Wich kennenlernten, war die Drohnentechnologie erst im Aufbau begriffen. Es gab nur wenige kostengünstige Produkte auf dem Markt, die für Forschung oder Naturschutz eingesetzt werden konnten. Doch für diese beiden Ökologen gab es keine bessere Motivation, als den Schutz der Umwelt – sie hatten eine innovative Idee.

Koh ließ sich durch sein Hobby inspirieren: Er schlug Wich vor, ferngesteuerte Flugzeuge zu verwenden, um Fotos vom Regenwald aufzunehmen und möglicherweise Orang-Utans und ihre Nester aus der Luft zu entdecken. „Auf diese Weise könnten wir Zeit und Kosten beim Erforschen und Beobachten dieser Tiere in freier Wildbahn reduzieren”, sagt er. Mithilfe von Fördergeldern der National Geographic Society bauten sie also einen Prototyp der Umweltschutzdrohne – ein ferngesteuertes Flugzeug mit einem Autopilotsystem und am Rumpf befestigten Kameras.

Der erste Testflug des Prototyps über der indonesischen Insel Sumatra im Jahr 2012 war von Erfolg gekrönt. Koh und Wich konnten sich über Bild- und Videoaufnahmen des Regenwalds freuen, der schon seit Jahren im Zentrum ihrer Arbeit stand. „Zum ersten Mal sahen wir unseren Regenwald aus der Luft”, schwärmt Koh. „Das Potenzial dieser Technologie war offensichtlich – und zwar nicht nur für den Schutz der Orang-Utans, sondern auch für den Schutz und die Erforschung anderer Arten weltweit.”

Nach diesem Erfolg veröffentlichten Koh und Wich die Website ConservationDrones.org, auf der sie ihr Wissen mit Interessenten teilen, die auch Drohnen für ihre Forschungs- und Umweltschutzvorhaben einsetzen möchten. 2013 wurde ConservationDrones.org offiziell als Non-Profit-Organisation begründet, um Umweltschutzaktivisten auf der ganzen Welt mit der Technologie zu versorgen.

Koh und Wich machten es sich zur Aufgabe, die Technologie in jene Länder zu bringen, die sie am nötigsten brauchen. Dort bauen sie Drohnen mit festen Flügeln, mehreren Rotoren und – je nach Bedarf ihrer Partnerinstitutionen – verschiedenen Arten integrierter Kameras und Sensoren. In einem ihrer früheren Projekte wurden beispielsweise Drohnen mit festen Flügeln eingesetzt, um in den nepalesischen Nationalparks Bardiya und Chitwan potenzielle Wilderer zu entdecken. In einem anderen Projekt in Mittelamerika wurden Drohnen auf Patrouillenflüge über die Riffe und andere Meeresschutzgebiete von Belize geschickt, um illegale Fischerei aufzudecken.

Koh und sein 17-köpfiges Team aus Mitarbeitern und Studenten verwenden für ihre Forschung an der University of Adelaide Drohnen zum Zählen von Vögeln, die in großen Kolonien nisten. „Normalerweise beobachten Umweltforscher die Kolonien mithilfe von Ferngläsern aus einiger Entfernung und versuchen, die Anzahl der Vögel zu schätzen. Doch große Kolonien umfassen Zehntausende von Vögeln – eine präzise Zählung ist also unmöglich”, erklärt Koh.

Einer von Kohs Doktoranden entwickelte eine Methode, um Drohnen über Kolonien fliegen zu lassen und Fotos von diesen aufzunehmen. Die so gewonnenen Daten werden anschließend in eine Computer-Vision-Software eingelesen, welche die Vögel automatisch zählt. Laut Koh ist für die Verarbeitung der Drohnendaten eine hohe Rechenleistung notwendig – und diese bietet das Lenovo ThinkPad. „Die Verarbeitung der Daten ist sehr grafikintensiv und erfordert geballte Rechenleistung zum Erstellen von Landkarten und dreidimensionalen Landschaftsmodellen”, erläutert er. „Meine Gruppe hat drei Lenovo ThinkPad T440s Geräte, die wir für die Drohnendatenverarbeitung einsetzen. Diese Notebooks liefern genau die Rechenleistung, die wir für unsere Arbeit brauchen.”

Kohs Team verwendet die Lenovo ThinkPads außerdem, um den Flug der Drohnen in ihren Einsatzgebieten zu steuern. Das sieht vor allem so aus, dass Missionen auf dem Notebook programmiert und auf die Drohnen hochgeladen werden – diese fliegen dann selbstständig zu vorgegebenen Wegpunkten. „Das Lenovo ThinkPad steckt im Außeneinsatz sehr viel weg”, sagt Koh. „Es hat ein simples Design, aber es ist robust und übersteht widrige Umweltbedingungen.”

Koh und sein Team arbeiten auch mit dem Department of Environment, Water, and Natural Resources in Südaustralien zusammen – sie setzen Drohnen mit Wärmebildkameras ein, um Koalas in den Bäumen zu entdecken und zu zählen. Das Ziel der Regierungsbehörde ist es, mithilfe von Drohnen ihre Beobachtungsmethoden zu verbessern. Sie möchte bessere Managementpläne entwickeln, um das Gleichgewicht zwischen den Koalas und der für sie lebenswichtigen Vegetation zu erhalten. Darüber hinaus unterstützt Koh als Leiter der universitätseigenen Unmanned Research Aircraft Facility andere Forscher, die mit Drohnen arbeiten. Im Zuge von Partnerschaften mit der Agrarindustrie werden etwa Karten von landwirtschaftlichen Betrieben erstellt, damit die Bauern ihre Ländereien besser verwalten können.

„Ich möchte anderen Forschern weiterhin dabei helfen, Drohnen noch effektiver einzusetzen”, blickt Koh bereits in die Zukunft. Drohnentechnologien werden inzwischen weitverbreitet eingesetzt: Der Umweltschutz und der Erhalt von Wäldern sowie wilden Tieren und Pflanzen weltweit ist dabei erst der Anfang von endlosen Möglichkeiten.

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