Die „beuteltierartigen“ Roboter, die ein 3D-Abbild von Europas Wäldern erstellen

Tief in einem Schweizer Kiefernwald ist das GPS völlig ausgefallen. Ein bodengestützter Laufroboter navigiert durch das Unterholz, völlig ohne Satellitenempfang, und verlässt sich stattdessen auf seine eigenen Sensoren, um das Gelände zu erfassen, bevor er eine Drohne direkt von seinem Rücken in das Blätterdach startet.

Dieses mechanische "Beuteltier"-Gespann ist die Hardware hinter DigiForest, einer multinationalen Initiative zur Erstellung exakter 3D-Nachbildungen europäischer Wälder. Die Europäische Union muss genau wissen, wie viel Kohlenstoff diese Wälder binden, um ihre Klimaziele zu erreichen; grobe Schätzungen auf Basis der Fläche reichen dafür nicht mehr aus. Durch die Einspeisung hochpräziser Karten in KI-Modelle zielt das Projekt darauf ab, manuelle Schätzungen durch fundierte, automatisierte Daten zu ersetzen.

Abschied vom Maßband

Um die Biomasse eines Waldes zu berechnen, mussten menschliche Arbeitskräfte bisher buchstäblich mit Maßbändern um Baumstämme herumlaufen. Die Roboter-Teams aus Laufroboter und Drohne wurden entwickelt, um diesen Engpass vollständig zu beseitigen.

Die Roboter operieren in bewirtschafteten Testgebieten in Finnland, der Schweiz und dem Vereinigten Königreich und erfassen autonom spezifische Baummerkmale. Sie protokollieren den Stammdurchmesser, berechnen die Höhe und identifizieren Arten ohne menschliches Eingreifen. Durch die Erstellung eines granularen digitalen Zwillings der Landschaft überwacht das System die Bodengesundheit und Indikatoren für Biodiversität über riesige Flächen hinweg.

Entscheidend ist, dass diese Modelle als Frühwarnsystem fungieren. Wenn ein bestimmter Waldbereich schwächelt, zeigt die digitale Nachbildung den Rückgang lange bevor der Schaden für einen Förster, der einen Kilometer entfernt steht, sichtbar wird.

Chirurgische Holzernte

Diese Kartierungsdaten sollen die Forstwirtschaft in Richtung eines "Dauerwald"-Modells drängen. Anstatt große Flächen kahlzuschlagen, nutzen Förster die digitalen Zwillinge, um punktgenau zu bestimmen, wo der Wald ausgelichtet werden muss.

Es ist ein chirurgischer Ansatz bei der Holzernte. Durch die Entnahme gezielter Bäume für langlebige Holzprodukte bleibt der Wald als Ganzes intakt und fungiert weiterhin als aktiver Kohlenstoffsenke. Zudem bleiben ältere, komplexe Lebensräume erhalten, in denen die Artenvielfalt des Waldes tatsächlich gedeiht.

Ranken und Preisschilder

Eine Maschine, die fehlerfrei durch gepflegte europäische Kiefernwälder läuft, stößt andernorts auf eine harte Realität. Die Algorithmen, die derzeit die DigiForest-Roboter steuern, haben mit extremen Umgebungen noch ihre Probleme.

Ingenieure versuchen derzeit, die Navigationsprotokolle an das chaotische, mehrschichtige Blattwerk tropischer Regenwälder und den tiefen Schnee borealer Zonen anzupassen. Ein Roboter, der ein Schweizer Tal perfekt kartiert, ist praktisch nutzlos, wenn er sich sofort in einer Dschungelliane verfängt oder im Schnee stecken bleibt.

Dazu kommt die finanzielle Hürde. Die aktuellen Modelle sind maßgeschneiderte, hochkomplexe Forschungsprototypen. Wenn diese Technologie einen wirklichen Beitrag zum globalen Naturschutz leisten soll, muss die Hardware für eine Massenproduktion vereinfacht werden, um die Kosten auch für kleinere Forstbetriebe und Entwicklungsländer zu senken.

Quellen

• DigiForest Projekt