Der bevorstehende Start der Φsat-2-Mission ist ein Paradebeispiel für die Pionierarbeit, die die ESA auf dem Gebiet der KI in der Erdbeobachtung leistet.
Aber wenn es um KI geht, gibt es gleichermaßen Hoffnungen und Ängste. In diesem Interview stellt Rochelle Schneider von der ESA klar, wie diese transformative Technologie den Zugang zu wichtigen Informationen über den Zustand und die Zukunft unseres Planeten verbessert.
Der Erfolg generativer KI-Tools wie ChatGPT hat neue Fragen darüber aufgeworfen, was uns erwartet, wenn die Leistungsfähigkeit und Fähigkeiten der KI weiter wachsen.
Glücklicherweise zeigen Konferenzen wie AI For Good, an denen die ESA häufig teilnimmt, dass KI keinen Schaden anrichtet, sondern einen äußerst positiven Einfluss auf die Gesellschaft und die nachhaltige Entwicklung hat.
Als Expertin für maschinelles Lernen ist Rochelle Schneider, Leiterin der AI-Anwendungen im Φ-lab der ESA, bestens in der Lage, zu erklären, warum KI in der Erdbeobachtung eine treibende Kraft ist. Rochelle verfügt über umfangreiche Erfahrung in der Gewinnung wichtiger Informationen aus Erdbeobachtungsdaten zum Nutzen der Krankheitsprävention und der kindlichen Entwicklung.
Rochelle, wie würden Sie die Rolle der KI in der Gesellschaft definieren?
KI nutzt Computer und Maschinen, um für uns häufig wiederkehrende Aufgaben oder Funktionen zu erledigen, die automatisiert werden können. Dadurch können wir effizienter arbeiten und uns auf die Aktivitäten konzentrieren, die unersetzliche menschliche Rollen erfordern, wie emotionale Intelligenz, menschliche Beziehungen und Intuition.
Was halten Sie von der Vorstellung, dass KI zum Verlust von Arbeitsplätzen führen wird?
Nun ja, KI wird zweifellos die Gesellschaft verändern, aber sie wird auch ungeahnte Möglichkeiten für neue Karrieren eröffnen. Wir sollten KI daher als ein Werkzeug betrachten, das menschliche Fähigkeiten und Aufgaben erleichtert oder verbessert, und nicht als etwas, das uns auf dem Arbeitsmarkt ersetzen wird.
Wir müssen die nächste Generation von Fachkräften ermutigen, die Vorteile der Arbeit mit KI-Technologien zu nutzen. In der Erdbeobachtung bei der ESA beispielsweise bringen wir jungen Wissenschaftlern und Ingenieuren bei, die Werkzeuge des maschinellen Lernens als Teil ihres Verständnisses von Daten und Datenverarbeitung anzuwenden.
Können Sie erklären, wie KI die Erdbeobachtung vorantreibt?
Die Erdbeobachtung wird durch KI enorm unterstützt. Mehrere Satelliten verfügen mittlerweile über KI-Computer zum Filtern und Verarbeiten von Daten an Bord, und nachgelagert gibt es viele Anwendungen, die KI nutzen, um wichtige Erkenntnisse für Endbenutzer zu gewinnen.
Computer Vision veranschaulicht deutlich den Beitrag, den KI leistet. Wir extrahieren viele Merkmale aus Satellitenbildern, beispielsweise Vegetation oder Kohlengruben, und obwohl Computer dies schon seit einiger Zeit tun, verwenden sie traditionell feste Algorithmen oder Modelle, um die erforderlichen Objekte zu erkennen.
Mit KI entwickelt sich das Modell ständig weiter und lernt, wenn neue Daten eintreffen, und das ist ein entscheidender Faktor für unseren Bedarf an automatischer Erkennung. Da täglich riesige Mengen an Erdbeobachtungsdaten produziert werden, ist die Automatisierung durch KI ein wichtiges Hilfsmittel für die Überwachung der Erde.
Im Child Connectivity-Projekt, das die ESA beispielsweise mit Giga durchführt, bewerten wir den Zugang junger Menschen zum Internet. Dabei nutzen wir KI-Algorithmen zur Erkennung von Schulgebäuden aus Copernicus Sentinel-2-Daten und konnten allein in Brasilien 65.000 Schulen identifizieren, die in der UNICEF-Datenbank falsch verortet waren.
Auch der Bereich der Vorhersage gewinnt zunehmend an Bedeutung. In einer weiteren großen Initiative mit UNICEF konnten unsere Klimadaten-KI-Modelle Dengue-Fieber-Ausbrüche einen Monat im Voraus vorhersagen.
Wenn es um KI geht, gibt es gleichermaßen Hoffnungen und Ängste. In diesem Video erklärt Rochelle Schneider, Leiterin der AI-Anwendungen des ESA Φ-lab, eine Expertin für maschinelles Lernen, warum KI in der Erdbeobachtung eine treibende Kraft ist. Bildnachweis: Europäische Weltraumorganisation
Wie wirkt sich der Aufstieg der KI auf den kommerziellen Raumfahrtsektor aus?
Die kommerzielle Erdbeobachtung hat ein exponentielles Wachstum erlebt, und auch hier spielt KI eine bedeutende Rolle. In den letzten Jahren sind in Europa zahlreiche Unternehmen entstanden, viele davon unterstützt durch das ESA-InCubed-Programm.
Diese Unternehmen nutzen die KI-gestützte Anpassung von Satellitendaten für ihre Kunden und stellen Informationen in Echtzeit an Regierungsbehörden, Katastrophenschutzbehörden und Industrieakteure wie Versicherer bereit.
Der bald auf den Markt kommende Φsat-2 verfügt über eine integrierte KI-Verarbeitung der Bilder seiner Multispektralkamera. Es enthält bereits KI-Anwendungen auf dem Satelliten, die Wolken aus seinen Bildern entfernen, Straßenkarten erstellen und die Schifffahrt erkennen, aber Φsat-2 bietet auch kommerziellen Unternehmen die Möglichkeit, ihre Anwendungen im Weltraum hochzuladen und auszuführen.
Wir gehen davon aus, dass Φsat-2 und andere Satelliten mit integrierter KI eine Vielzahl neuer Geschäftsmodelle und kommerzieller Möglichkeiten eröffnen werden, auch für Unternehmen außerhalb der Raumfahrtbranche.
Ein letzter Gedanke zur KI: Wie sehen Sie die zukünftige Entwicklung ihres Beitrags zur Erdbeobachtung?
Ich denke, dass wir in allen Lebensbereichen erleben werden, wie KI mit vielen anderen neuen Technologien zusammenkommt. Im Bereich der Erdbeobachtung arbeiten wir derzeit beispielsweise an Destination Earth, einem KI-gesteuerten digitalen Zwilling des Planeten, der die Auswirkungen natürlicher und menschlicher Aktivitäten überwachen und Extremereignisse vorhersehen soll.
Wenn wir über einen weiteren Schritt nachdenken, können wir uns einen digitalen Zwilling der Erde im Metaversum vorstellen, ein immersives Erlebnis, das verbesserte Interaktionen und Simulationen über Extended Reality bietet – eine Kombination aus Augmented und Virtual Reality.
Generell werden KI-Tools immer mehr in den Mainstream der ESA-Operationen und Erdbeobachtungsaktivitäten Einzug halten und unsere Bemühungen um eine grüne und nachhaltige Gesellschaft massiv vorantreiben, indem sie uns aufschlussreichere Informationen für die Entscheidungsfindung und die wesentliche Verantwortung für den Planeten liefern.