Giraffe: Big Data für große Tiere

1956 beschloss die damals erst 23-jährige Kanadierin Anne Innis Dagg, allein nach Südafrika zu reisen, um Giraffen in ihrem natürlichen Lebensraum zu studieren. Sie war die erste westliche Forscherin, die dies tat. Ihre Entdeckung war so einfach wie aufschlussreich: Das Fleckenmuster jeder Giraffe ist einzigartig, wie ein Fingerabdruck. Diese damals revolutionäre Idee bildet heute, fast siebzig Jahre später, die Grundlage für eines der fortschrittlichsten künstlichen Intelligenz-gestützten Naturschutzinstrumente der Gegenwart.

Wir bei Microsoft freuen uns, GIRAFFE (Generalized Image-based Re-identification using AI for Wildlife Feature Extraction) vorstellen zu dürfen. Das Open-Source-Tool wurde von unserem Microsoft AI for Good Lab-Team in Zusammenarbeit mit dem Wild Nature Institute entwickelt. Ziel ist es, Naturschützern dabei zu helfen, gefährdete Giraffen in Tansania zu verfolgen und zu schützen. Als Ergebnis von über einem Jahrzehnt gemeinsamer Arbeit liefert dieses Tool bereits wichtige Erkenntnisse zur Stabilisierung kritischer Giraffenpopulationen in der Region. Und das ist erst der Anfang.

Giraffen kommen nur in Afrika vor. In Tansania ist ihre Population in den letzten 30 Jahren um mehr als 50 % zurückgegangen. Ausgewachsene Weibchen sind häufig Ziel von Wilderern, was die Populationen fragmentiert und gefährdet. Um diesen Trend umzukehren, benötigen Naturschützer Daten: Überlebensraten, Migrationsrouten, Fortpflanzungsmuster und mehr. Doch das Sammeln und Analysieren all dieser Informationen war bisher eine gewaltige Aufgabe. Hier kommt künstliche Intelligenz ins Spiel.

Dieses neue Tool nutzt Computer Vision, um einzelne Giraffen anhand ihrer Standorte zu identifizieren. Es automatisiert außerdem Aufgaben wie das Markieren von Bildern und die Aktualisierung von Katalogen und vereinfacht so die Arbeit der Forscher erheblich. Es ist schnell, skalierbar und für den Einsatz unter realen Bedingungen im Naturschutz konzipiert.

KI-Erkennung: Identifiziert Giraffen mit einer Genauigkeit von über 90 % und erreicht in vielen Fällen 99 %.

Vollständiger Arbeitsablauf: Deckt den gesamten Prozess ab, vom Foto-Upload bis zur Peer-Review und Katalogaktualisierung.

Zugängliches Design: Die Benutzeroberfläche ist übersichtlich und einfach zu bedienen, sowohl für Wissenschaftler als auch für Feldforscher, ohne dass Programmierkenntnisse erforderlich sind.

Skalierbare Infrastruktur: Verarbeiten Sie Tausende von Bildern in kurzer Zeit, mit durchschnittlich weniger als zwei Sekunden pro Übereinstimmung.

Open Source: verfügbar auf GitHub, mit Tools für technische und nicht-technische Benutzer.

Jedes Mal, wenn eine Giraffe fotografiert wird – meist von der rechten Seite, die als „Ausweis“ dient – ​​vergleicht das Tool das Bild mit der Datenbank und identifiziert die Giraffe entweder oder markiert sie zur manuellen Überprüfung. Jede Beobachtungskampagne generiert mehr als 1.500 Bilder. Was früher Tage dauerte, dauert heute nur noch Minuten.

„Mustererkennungssoftware und Computer Vision ermöglichen es uns, Tausende von Giraffen zu verfolgen. Wir fotografieren jede Giraffe, die wir sehen, und speisen diese Bilder in das System ein. Diese Datenbank ist wichtig, um zu wissen, wo es ihnen gut geht und wo nicht, damit wir wirksame Maßnahmen zu ihrem Schutz ergreifen können“, erklären Derek Lee und Monica Bond vom Wild Nature Institute.

Die GIRAFFE-Architektur ist nicht auf Giraffen beschränkt. Obwohl sie speziell für sie entwickelt wurde, kann sie an jede Art mit charakteristischen visuellen Mustern angepasst werden: Zebras, Tiger, Walhaie und viele mehr. Das ist die Stärke der offenen Wissenschaft: Einmal gebaut, vervielfacht sich der Nutzen.

Unser besonderer Dank gilt dem Wild Nature Institute und dem Masai Giraffe Conservation Project. Ihre unermüdliche Feldarbeit, ihr Fachwissen und ihr Engagement haben diesen Durchbruch möglich gemacht.

Wir bei Microsoft sind überzeugt, dass die größten Herausforderungen der Welt – wie Klimawandel, Artenvielfalt und Nachhaltigkeit – nicht nur Engagement, sondern auch Zusammenarbeit erfordern. Künstliche Intelligenz allein wird Giraffen nicht retten; in den Händen engagierter Wissenschaftler kann sie jedoch einen großen Unterschied machen. Sorgen wir dafür, dass die größten Giganten der Savanne und des Planeten auch weiterhin einen Platz zum Laufen haben.