Ein Bild der Erdoberfläche zeichnen

Wie ver?ndert sich weltweit die Artenvielfalt? Wie kann die Produktion von Schokolade nachhaltiger werden? Und wie steht es um die ?cker der Schweizer Bauern? Diesen und ?hnlichen Fragen geht Jan Dirk Wegner auf den Grund. Sein Ziel: Die Lebensqualit?t der Menschen auf der ganzen Welt verbessern und gleichzeitig die Umwelt sch¨¹tzen. Das klingt nach einem hoch gegriffenen Ziel, doch Wegner verfolgt es nicht allein. Um es zu erreichen, hat er vor drei Jahren das EcoVision Lab an der ETH Z¨¹rich gegr¨¹ndet.

Das zehnk?pfige Team entwickelt Computeranwendungen, die ?kologische Daten automatisiert analysieren. Damit k?nnen die Forschenden beispielsweise die Biodiversit?t auf der ganzen Erde messen. F¨¹r ihre Analysen nutzen sie Methoden der Fernerkundung (die ber¨¹hrungsfreie Erkundung der Erdoberfl?che) und der Photogrammetrie (die r?umliche Darstellung von Objekten). Die Daten beziehen sie aus diversen Quellen ¨C von Satellitenbildern ¨¹ber Radar- und Wetterdaten bis hin zu Daten aus dem Feld. ?Ziel ist es, verschiedene Perspektiven auf die Erde zu erhalten?, erkl?rt Wegner. K¨¹nstliche Intelligenz wertet das Gesamtpaket an verschiedenen Daten schliesslich aus und zeichnet automatisiert globale Karten, etwa von der biologischen Vielfalt, der landwirtschaftlichen Nutzung oder der Abholzung.

Mit Software gegen Hungersn?te

?Ich m?chte mit meiner Forschung etwas bewegen und die Welt ein St¨¹ck weiterbringen?, sagt Wegner. Weil dies aus einem Labor in Z¨¹rich kaum m?glich ist, gehen er und sein Team einen Schritt weiter: Die Software, die das EcoVision Lab entwickelt, mit all ihren Funktionen und Algorithmen, kann weltweit von ?ffentlich zug?nglichen Plattformen heruntergeladen und angewendet werden. ?Diese Programme funktionieren hochautomatisiert. Die Ergebnisse sind deshalb objektiv und somit vergleichbar?, sagt Wegner. In der Frage nach der Artenvielfalt beispielsweise k?nnen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler dadurch aussagekr?ftige Erkenntnisse auf globaler Ebene gewinnen.

Neben der Vergleichbarkeit der Daten hat die Bereitstellung der Software noch einen anderen Zweck, sagt Wegner: ?Ich bin ¨¹berzeugt, dass Fernerkundung und maschinelles Lernen grosses Potenzial haben, die Entwicklung in ?rmeren Regionen voranzutreiben. Mithilfe von Satellitenbildern und k¨¹nstlicher Intelligenz k?nnten beispielsweise Agrarfl?chen beurteilt werden, um Ernten abzusch?tzen und Hungersn?ten entgegenzuwirken.?

Inspiriert vom Dalai Lama

Eigentlich wollte Jan Dirk Wegner Physik und Philosophie studieren. Da diese Kombination jedoch nicht m?glich war, musste er ¨¹ber die B¨¹cher. Durch seinen Vater, einen Geomatiker mit eigenem Vermessungsb¨¹ro, kam er auf Geod?sie und Geoinformatik. Nach dem Studium an der Leibniz Universit?t Hannover war f¨¹r den Deutschen klar, dass er in die Forschung gehen m?chte. ?W?hrend des Studiums habe ich mir mehr Freiheit f¨¹r eigene Ideen gew¨¹nscht, es war oft ein Abarbeiten von Aufgaben und Pr¨¹fungen und dieses Abarbeiten gefiel mir nicht. Viel lieber wollte ich innovativ sein und Dinge entwickeln, die den Menschen etwas n¨¹tzen?, sagt Wegner.

Inspiriert dazu wurde er unterem anderem vom Dalai Lama. Dieser besuchte Wegners Heimatstadt Oldenburg im Jahr 1998 und der damals 16-j?hrige Sch¨¹ler hatte die M?glichkeit, ihn kennenzulernen und seinen Vortrag anzuh?ren. ?Er hat mich mit seiner ausgleichenden aber gleichzeitig enthusiastischen Art und seinem sozialen Engagement sehr beeindruckt?, erinnert sich Wegner.

Nach seiner Doktorarbeit und einer Rucksackreise durch S¨¹damerika entschied er sich, an die ETH zu kommen. Hier erhielt er ein Stipendium f¨¹r Postdoktorierende, mit welchem die Hochschule vielversprechende Nachwuchsforschende f?rdert. Seither treibt er in der Gruppe Photogrammetrie und Fernerkundung von Konrad Schindler jene Themen voran, die ihm am Herzen liegen.

Keine illegale Schokolade

Eine Sache, die Jan Dirk Wegner besonders wichtig ist, ist die Unterst¨¹tzung von weniger privilegierten Regionen. Deshalb ist das EcoVision Lab Teil der ETH+-Initiative ?ETH for Development?. Diese entwickelt alternative Ans?tze zur Bek?mpfung von Armut und bildet zuk¨¹nftige F¨¹hrungskr?fte aus, die sich f¨¹r eine nachhaltige globale Entwicklung einsetzen.

Im Rahmen dieser Initiative arbeiten das EcoVision Lab und der Schokoladenproduzent Barry Callebaut ¨C einer der gr?ssten Schokoladenproduzenten der Welt mit Sitz in Z¨¹rich ¨C zusammen, um mithilfe von k¨¹nstlicher Intelligenz und Satellitendaten die Abholzung zu stoppen. Anhand von Satellitenbildern erkennt die von Wegners Team entwickelte Software, wo illegal in Naturschutzgebieten Kakao angebaut wird, und Schokoladenfabrikanten beziehen in der Folge keine Kakaobohnen aus diesen Regionen. Gleichzeitig versuchen die Produzenten, den betroffenen Bauern Alternativen zum illegalen Kakaoanbau aufzuzeigen. ?ETH for Development? bietet das Netzwerk daf¨¹r.

?Die Forschung in und mit Entwicklungsl?ndern bietet eine Reihe spannender Forschungsfragen, die das Potenzial haben, das Leben der dort lebenden Menschen positiv zu beeinflussen?, sagt Wegner. Die Zusammenarbeit mit kreativen K?pfen ausserhalb der westlichen Welt er?ffne ihm neue Denkweisen und Ideen. Deshalb bezieht der Wissenschaftler Menschen aus Entwicklungsl?ndern aktiv in seine Forschung ein und stellt ihnen die n?tige Software zur Datenanalyse zur Verf¨¹gung.

Erfolg dank Diversit?t

Nun wird Jan Dirk Wegner in die Young Scientists Community des Weltwirtschaftsforums WEF aufgenommen. Zu dieser Community geh?ren j?hrlich 25 aussergew?hnliche Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus der ganzen Welt und diversen akademischen Disziplinen f¨¹r einen Zeitraum von drei Jahren. Die Community bietet ein Netzwerk aus zahlreichen Pers?nlichkeiten aus Politik, Wirtschaft, Wissenschaft und Gesellschaft.

Dieses Netzwerk ist f¨¹r Wegner, das EcoVision Lab und dessen Forschung zentral. ?Wenn der illegale Kakaoanbau in Ghana gestoppt werden soll, kann ich das nicht im Alleingang tun. Ich bin angewiesen auf die Regierung oder NGOs, die dieses Bestreben unterst¨¹tzen?, erkl?rt Wegner.

Ausserdem erweitere der Austausch mit Forschenden aus anderen Disziplinen sowie mit Personen aus Politik, Wirtschaft und Gesellschaft den Horizont. ?Je mehr kreative K?pfe einbezogen werden, desto mehr verschiedene Perspektiven erh?lt man.? Wie in Wegners Forschung, wo diverse Datens?tze kombiniert werden, um ein Gesamtbild der Erdoberfl?che zu erhalten, ist f¨¹r Wegner auch im Forschungsalltag Diversit?t und Interdisziplinarit?t der Schl¨¹ssel zum Erfolg.

?Mir ist bewusst, dass k¨¹nstliche Intelligenz auf den ersten Blick nicht viel mit der Umwelt zu tun hat ¨C dabei hat diese Kombination riesiges Potenzial?, sagt er. Jan Dirk Wegner ist ¨¹berzeugt, dass durch die Zusammenarbeit von verschiedenen Disziplinen Synergien entstehen, die f¨¹r globale L?sungsans?tze genutzt werden k?nnen ¨C um so die Lebensqualit?t der Menschen zu verbessern und gleichzeitig die Umwelt zu sch¨¹tzen.