Text: Robin Vornholz
Ein hohes Zirpen ertönt, wenig später ein rhythmisches Zwitschern, dann Pfeiftöne. Es sind Vogellaute aus dem Dickicht eines Regenwaldes, die der Ökologe Jörg Müller von der Universität Würzburg mit seinem Forschungsteam im Norden Ecuadors aufgenommen hat.
Die zweiminütige Audioaufzeichnung ist eine von mehreren Zehntausend, die die Forschenden Ende 2021 in drei verschiedenen Biotopen gesammelt haben: im beinahe unberührten Regenwald, auf wiederbewaldeten Flächen und auf wirtschaftlich genutzten Kakaoplantagen. An insgesamt 43 Stellen hatten die Forschenden batteriebetriebene Audiorekorder platziert und ließen sie über 14 Tage hinweg alle 15 Minuten kurze Sequenzen der Umweltgeräusche aufzeichnen. Insgesamt kamen dabei über 1.500 Stunden Audiomaterial zusammen.
Auf Basis dieser Daten wollten die Forschenden Erkenntnisse über die Biodiversität in den drei unterschiedlichen Biotopen gewinnen. Besonders interessierte sie, wie sich die Artenvielfalt auf den wiederbewaldeten Flächen entwickelt – ob sie jener im Regenwald nahekommt oder eher dem Niveau der Kakaoplantagen gleicht.
Monatelange Auswertungsarbeit
Doch vor der Erkenntnis steht die Analyse. Bislang hieß das: Experten hören sich ausgewählte Abschnitte aus der Flut der Audioaufnahmen an und versuchen dabei, zu allen Lauten die jeweiligen Verursacher zu identifizieren – Sekunde für Sekunde, Geräusch für Geräusch. „Es kann Monate dauern, die gesammelten Daten auf diese Weise auszuwerten“, schildert Müller.
Bei einer solchen Arbeit kann heute allerdings auch Künstliche Intelligenz unterstützen. Müllers Team ließ die Audiodateien daher – zusätzlich zur Auswertung durch die Experten – noch von einer bestehenden KI analysieren, die darauf trainiert worden war, Tierarten anhand ihrer Laute zu identifizieren. Schnell zeigte sich für den Ökologen dabei der entscheidende Vorteil der KI: „Statt Monaten dauert es nur Tage.“ Die KI braucht keine Pausen und kann die gesammelten Daten vollständig auswerten, statt nur Ausschnitte zu analysieren. Zudem muss sie die Audioaufnahmen nicht in Echtzeit durchhören, sondern kann ihre Berechnungen um ein Vielfaches schneller durchführen.
Doch wie gut sind die Ergebnisse im Vergleich zu denen der Experten? Die Forschenden identifizierten in ihrer manuellen Analyse der Aufnahmen über 300 verschiedene Tierarten. Darunter den Bindengrundkuckuck und die Purpurbrustamazilie – zwei äußerst seltene Vögel. Außerdem einige Affenarten sowie zwei Arten von Wildschweinen.
Die KI dagegen erkannte nur etwa 75 Arten – und bei allen handelte es sich um Vögel. Überrascht hat das Müller nicht: „Die KI hat jene Arten gut identifiziert, auf die sie trainiert war.“ Die Laute der restlichen Arten kannte die KI schlicht nicht.
