Zwei Frankenhäuser entwickeln eine App zur einfachen Pflanzenbestimmung mit dem Smartphone. Dazu erreichte kn diese Meldung...

Die Vereinten Nationen haben die Jahre 2011 bis 2020 zur Dekade für biologische Vielfalt erklärt. Biodiversität, die Erhaltung der Vielfalt innerhalb der Arten, zwischen den Arten und der Ökosysteme soll damit mehr Aufmerksamkeit bekommen. Denn immer weniger Menschen können heute einzelne Arten sicher erkennen und ihr Vorkommen in einen ökologischen Zusammenhang stellen – besonders heimische Wildkräuter sind für Laien schwer zu unterscheiden. Pflanzen bilden für das ungeübte Auge eine anonyme grüne Masse. Selbst eine „Blumenwiese“ wird von vielen Menschen nur als „Gras“ wahrgenommen.


Wenn wir aber unsere Natur schützen und nachhaltig nutzen wollen, braucht es dieses Wissen. Mit den schwindenden Kenntnissen über Tiere, Pflanzen und ökologische Zusammenhänge nimmt auch die Bereitschaft ab, sich für Naturschutz- und Umweltschutz einzusetzen. Wie soll man für den Schutz der Vielfalt von Arten werben, wenn diese Vielfalt praktisch nicht bekannt ist?

Gleichzeitig steigt das Interesse für digitale Medien. Technische Entwicklungen beeinflussen bereits in vielen Lebensbereichen unsere Art zu lernen und sich Wissen anzueignen. Und genau hier wollen wir mit dem „Flora Incognita“-Projekt anknüpfen.  Wir entwickelten ein Verfahren zur teilautomatischen, interaktiven Pflanzenbestimmung mit Smartphones. Unter dem Motto „Computerwissenschaften treffen auf Natur“ arbeitet ein interdisziplinäres Team aus den Fachbereichen Botanik, Informatik, Physik und Medienwissenschaften an einer Lösung, um Pflanzenbestimmung einfacher und für jeden und jede Interessierte verfügbar zu machen – und somit das Bewusstsein für die Artenvielfalt zu stärken.

Die von uns entwickelte „Flora Incognita“-App ist seit diesem Frühjahr in einer ersten Version online und kann von allen verwendet und kostenlos in den App-Stores (iOS oder Android) heruntergeladen werden. Je nach Lebensform der Pflanze (Kraut, Gras, Baum oder Farn) braucht unser System aktuell zwei charakteristische Fotos, um die Pflanze zu identifizieren. Die Bilder werden anhand eines neuronalen Netzwerkes auf unseren Servern klassifiziert. Dafür wird eine maschinell optimierte Netzwerkarchitektur mit 88,9 Millionen Parametern verwendet, die mittels „Deep Learning“ auf einem extrem umfangreichen Datensatz von aktuell von mehr als eine Million Pflanzenbildern trainiert wurde. Zusätzlich wird der Standort sowie das Aufnahmedatum des Fotos der Pflanze bei der automatischen Erkennung mit einbezogen: Ein Wahrscheinlichkeitsmodell berechnet daraus die vorkommenden Pflanzenarten und bringt diese Informationen mit dem Ergebnis der Bilderkennung zusammen. Zusätzlich zu der bestimmten Pflanzenart bekommen die Nutzerinnen und Nutzer anhand eines Steckbriefes weitere Information wie etwa Merkmale, Verbreitung oder Schutzstatus. Wir werden kontinuierlich unsere Algorithmen, die Modelle und die App verbessern.


Für uns ist es eine neue und inspirierende Erfahrung in einem Forschungsprojekt zu arbeiten, für das eine App entwickelt wird, die von möglichst vielen Menschen im Alltag genutzt werden kann. Ein anderer Vorteil ist, dass wir schon während des Forschungsprozesses das Wissen und das Engagement von Interessierten einbeziehen und davon profitieren. Dadurch dass viele Naturbegeisterte Bilder von Pflanzen in unsere Datenbank hochladen, haben wir mehr Daten von einer größeren Fläche, als das etwa in früheren Forschungsprojekten möglich war.

Jana Wäldchen vom Max-Planck Institut in Jena und Patrick Mäder von der Technischen Universität in Ilmenau leiten gemeinsam das „Flora Incognita Projekt“. Beide Wissenschaftler sind gebürtige Frankenhäuser und haben das hiesige Gymnasium besucht. Herr Mäder arbeitet als studierter Wirtschaftsingenieur an der Technischen Universität im Bereich der Informatik und Softwareentwicklung. Frau Wäldchen studierte Landschaftsnutzung und Naturschutz und ist am Max Planck Institut in Jena als Biologin tätig. Das Projekt war eine gemeinsame Idee der beiden und bietet eine einzigartige Möglichkeit die Expertisen beider Fachgebiete – Informatik und Biologie – zu vereinen.

Viele weitere Informationen zu unserem Projekt finden Sie auf unserer Projektwebseite

www.floraincognita.com/de
oder folgen Sie uns bei Facebook.
https://de-de.facebook.com/Flora.Incognita/

Text & Foto: Jana Wäldchen