{"id":2011,"date":"2025-12-10T13:48:32","date_gmt":"2025-12-10T10:48:32","guid":{"rendered":"https:\/\/planeta21vek.ru\/deu\/?p=2011"},"modified":"2026-02-24T18:09:28","modified_gmt":"2026-02-24T15:09:28","slug":"nasa-und-esa-bereiten-einen-digitalen-zwilling-der-erde-vor","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/planeta21vek.ru\/deu\/2025\/12\/10\/nasa-und-esa-bereiten-einen-digitalen-zwilling-der-erde-vor\/","title":{"rendered":"NASA und ESA bereiten einen \u201edigitalen Zwilling\u201c der Erde vor"},"content":{"rendered":"

Da extreme Wetterereignisse aufgrund des Klimawandels weltweit h\u00e4ufiger auftreten, w\u00e4chst der Bedarf an weiterer Forschung zu unserem sich zunehmend erw\u00e4rmenden Planeten. Klimaforschung umfasst nicht nur die Untersuchung dieser Ereignisse selbst, sondern auch die Erm\u00f6glichung derselben Forschung durch externe Wissenschaftler. Fortschritte im Bereich der k\u00fcnstlichen Intelligenz (KI) stellen ein leistungsstarkes Werkzeug zur Erreichung dieser Ziele dar.<\/span><\/p>\n

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Im Jahr 2023 entwickelte die NASA in Zusammenarbeit mit IBM Research ein KI-gest\u00fctztes Geodatenmodell. Dieses Modell, das auf umfangreichen, weit verbreiteten NASA-Daten der Satelliten harmonisiertes Landsat und Sentinel-2 (HLS) basiert, dient als Grundlage f\u00fcr verschiedene KI-basierte Studien zur Bew\u00e4ltigung von Umweltproblemen. Gem\u00e4\u00df den Prinzipien der offenen Wissenschaft ist das Modell f\u00fcr alle frei zug\u00e4nglich<\/span><\/strong>.<\/span><\/span><\/p>\n

Kernmodelle dienen als Grundlage, auf der Wissenschaftler vielf\u00e4ltige Anwendungen entwickeln und so leistungsstarke und effektive L\u00f6sungen entwickeln k\u00f6nnen. \u201eKernmodelle kennen nur das, was in den Daten repr\u00e4sentiert ist\u201c, erkl\u00e4rte Manil Muskie, Leiter der Datenanalyse im B\u00fcro des Chief Science Data Officer (OCSDO) der NASA. \u201eSie sind wie ein Schweizer Taschenmesser \u2013 vielseitig einsetzbar.\u201c<\/span><\/p>\n

Sobald ein Basismodell erstellt ist, kann es anhand weniger Daten trainiert werden, um eine spezifische Aufgabe zu erf\u00fcllen. Das Interagency Implementation and Advanced Concepts Team (IMPACT) und andere Beteiligte haben die Leistungsf\u00e4higkeit des Geodaten-Basismodells bereits demonstriert, indem sie es verfeinert haben, um Brandnarben zu erkennen, \u00dcberschwemmungsgebiete zu bestimmen und Anbaufl\u00e4chen sowie andere Landnutzungskategorien zu klassifizieren.<\/span><\/p>\n

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\nDieses Bild, aufgenommen am 14. M\u00e4rz 2024 vom Operational Land Imager-2 (OLI-2) an Bord von Landsat 9, zeigt rechteckige Garnelenteiche entlang der K\u00fcste Nordperus. NASA Earth Observatory\/Lauren Dauphin<\/span><\/em><\/p>\n

Angesichts des enormen Rechenaufwands, der f\u00fcr die Erstellung des ersten Basismodells erforderlich war, war eine Partnerschaft f\u00fcr den Erfolg unerl\u00e4sslich. Die NASA stellte in diesem Fall die Daten und wissenschaftliche Expertise bereit, w\u00e4hrend IBM Rechenleistung und Expertise in der Optimierung von KI-Algorithmen beisteuerte. Das gemeinsame Engagement des Teams f\u00fcr Open Science, mit dem Ziel, die Forschungsergebnisse zug\u00e4nglich zu machen, gew\u00e4hrleistet, dass das Modell m\u00f6glichst vielen Forschern von Nutzen sein wird.<\/span><\/p>\n\n

\u201eUns war von Anfang an klar, dass wir den Aufbau eines umfangreichen Basismodells nicht allein bew\u00e4ltigen konnten\u201c, sagte Maskey. \u201eAlles, was wir mit unseren Basismodellen gemacht haben, war \u00f6ffentlich zug\u00e4nglich \u2013 von den Trainingsdaten, dem Code, den Empfehlungen und den Modellgewichten bis hin zur Feinabstimmung der Trainingsdaten und den Publikationen. Diese Transparenz erm\u00f6glicht es Forschern, nachzuvollziehen, warum bestimmte Datenelemente oder Modellarchitekturen verwendet wurden.\u201c<\/span><\/p>\n

Aufbauend auf dem Erfolg ihres Geodaten-Basismodells setzen NASA und IBM Research ihre Zusammenarbeit fort, um ein neues, \u00e4hnliches Modell f\u00fcr Wetter- und Klimastudien zu entwickeln. Zur Umsetzung dieses Modells kooperieren sie mit dem Oak Ridge National Laboratory (ORNL), NVIDIA und mehreren Universit\u00e4ten.<\/span><\/p>\n

Diesmal dient die Modern-Era Retrospective Analysis for Research and Applications, Version 2 (MERRA-2) als prim\u00e4rer Datensatz \u2013 eine umfassende Sammlung atmosph\u00e4rischer Reanalysedaten, die den Zeitraum von 1980 bis heute abdeckt. Wie das Geodatenmodell wird auch das meteorologische und Klimamodell im Rahmen eines Open-Science-Ansatzes entwickelt und wird in K\u00fcrze \u00f6ffentlich zug\u00e4nglich sein.<\/span><\/p>\n

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\nAuf diesem Bild von Europa, einschlie\u00dflich Polen, aufgenommen von der Internationalen Raumstation, ist der Nachthimmel von Lichtern erhellt. NASA<\/span><\/em><\/p>\n

Um alle Aspekte der Geowissenschaften abzudecken, werden mehrere Basismodelle ben\u00f6tigt, die mit unterschiedlichen Datens\u00e4tzen trainiert werden. Muskie ist jedoch \u00fcberzeugt, dass diese zuk\u00fcnftigen Modelle eines Tages zu einem einzigen, umfassenden Modell kombiniert werden k\u00f6nnten. So entst\u00fcnde ein \u201edigitaler Zwilling\u201c der Erde, der beispiellose Analysen und Vorhersagen aller Arten von Klima- und Umweltereignissen erm\u00f6glichen w\u00fcrde.<\/span><\/p>\n

Welche Innovationen die Zukunft auch bringen mag, die Geodaten- und Klimamodelle von NASA und IBM werden beispiellose Fortschritte in den Erdwissenschaften erm\u00f6glichen. Leistungsstarke KI-Werkzeuge werden die Effizienz der Forschenden steigern, doch das Engagement des Teams f\u00fcr offene Wissenschaftsprinzipien erweitert die M\u00f6glichkeiten f\u00fcr neue Erkenntnisse. So kann jeder diese Werkzeuge praktisch anwenden und den Weg f\u00fcr bahnbrechende Forschung ebnen, die zu einem besseren Schutz unseres Planeten beitr\u00e4gt.<\/span><\/p>\n

Wenn es um KI geht, gibt es sowohl Hoffnungen als auch \u00c4ngste. Rochelle Schneider, Expertin f\u00fcr maschinelles Lernen und Leiterin der KI-Anwendungseinheit im \u03a6-Labor der Europ\u00e4ischen Weltraumorganisation (ESA), kann erkl\u00e4ren, warum KI eine entscheidende Rolle bei der Erdbeobachtung spielt.<\/span><\/strong>\u00a0<\/span>Sie verf\u00fcgt \u00fcber umfangreiche Erfahrung in der Gewinnung wertvoller Erkenntnisse aus Erdbeobachtungsdaten f\u00fcr die Krankheitspr\u00e4vention und die kindliche Entwicklung.<\/span><\/p>\n

Rochelle, wie w\u00fcrdest du die Rolle von KI in der Gesellschaft definieren?<\/span><\/em>
\n\u2013 K\u00fcnstliche Intelligenz nutzt Computer und Maschinen, um wiederkehrende Aufgaben oder Funktionen zu automatisieren. Dadurch k\u00f6nnen wir effizienter arbeiten und uns auf T\u00e4tigkeiten konzentrieren, die wichtige menschliche F\u00e4higkeiten erfordern, wie emotionale Intelligenz, zwischenmenschliche Beziehungen und Intuition.<\/span><\/p>\n\n

Wie stehen Sie zu der Vorstellung, dass KI zu Arbeitsplatzverlusten f\u00fchren wird?<\/span><\/em>
\n\u2013 Nun, KI wird die Gesellschaft zweifellos ver\u00e4ndern, aber auch unz\u00e4hlige neue Karrierechancen er\u00f6ffnen. Daher sollten wir KI als Werkzeug betrachten, das menschliche F\u00e4higkeiten und Aufgaben erleichtert oder verbessert, und nicht als etwas, das uns auf dem Arbeitsmarkt ersetzen wird. Wir m\u00fcssen die n\u00e4chste Generation von Fachkr\u00e4ften dazu inspirieren, die Vorteile der Arbeit mit KI-Technologien zu nutzen. Beispielsweise schulen wir im Rahmen des Erdbeobachtungsprogramms der ESA junge Wissenschaftler und Ingenieure im Umgang mit maschinellem Lernen, um ihr Verst\u00e4ndnis und ihre Verarbeitung von Daten zu verbessern.<\/span><\/p>\n

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\nRochelle Schneider. ESA<\/span><\/em><\/p>\n

K\u00f6nnen Sie erkl\u00e4ren, wie KI zur Erdbeobachtung beitr\u00e4gt?<\/span><\/em>
\n\u2013 K\u00fcnstliche Intelligenz (KI) leistet einen enormen Beitrag zur Erdbeobachtung. Zahlreiche Satelliten sind mittlerweile mit KI-gest\u00fctzten Computern ausgestattet, um Daten zu filtern und zu verarbeiten, und es gibt zahlreiche Anwendungen, die KI nutzen, um wichtige Informationen f\u00fcr Endnutzer zu generieren.<\/span><\/p>\n

Computer Vision verdeutlicht den Beitrag der KI. Wir extrahieren viele Merkmale aus Satellitenbildern, wie beispielsweise Vegetation oder Kohlebergwerke, und obwohl Computer dies schon lange tun, verwendeten sie traditionell feste Algorithmen oder Modelle, um die gew\u00fcnschten Objekte zu erkennen.<\/span><\/p>\n

Dank KI entwickelt sich das Modell kontinuierlich weiter und lernt mit jedem neuen Dateneingang, wodurch sich unser Bedarf an automatisierter Erkennung grundlegend ver\u00e4ndert. Angesichts der t\u00e4glich generierten riesigen Mengen an Erdbeobachtungsdaten spielt die KI-gest\u00fctzte Automatisierung eine entscheidende Rolle bei der Erdbeobachtung.<\/span><\/p>\n

Im Projekt \u201eChild Connectivity\u201c, das die ESA in Zusammenarbeit mit Giga durchf\u00fchrt, untersuchen wir beispielsweise den Internetzugang junger Menschen. Im Rahmen dieses Projekts nutzen wir Algorithmen der k\u00fcnstlichen Intelligenz, um Schulgeb\u00e4ude anhand von Copernicus Sentinel-2-Daten zu erkennen. Allein in Brasilien konnten wir 65.000 Schulen identifizieren, die f\u00e4lschlicherweise in der UNICEF-Datenbank aufgef\u00fchrt waren.<\/span><\/p>\n

Auch Prognosen gewinnen zunehmend an Bedeutung. In einer weiteren gro\u00dfen Initiative, die gemeinsam mit UNICEF durchgef\u00fchrt wurde, konnten unsere klimabasierten KI-Modelle Denguefieber-Ausbr\u00fcche einen Monat im Voraus vorhersagen.<\/span><\/p>\n

Wie wirkt sich die Entwicklung k\u00fcnstlicher Intelligenz auf den kommerziellen Raumfahrtsektor aus?<\/span><\/em>
\n\u2013 Die kommerzielle Erdbeobachtung w\u00e4chst exponentiell, und k\u00fcnstliche Intelligenz spielt auch hier eine bedeutende Rolle. Zahlreiche Unternehmen sind in den letzten Jahren in Europa entstanden, von denen viele vom InCubed-Programm der Europ\u00e4ischen Weltraumorganisation (ESA) gef\u00f6rdert werden.<\/span><\/p>\n

Diese Unternehmen nutzen KI-gest\u00fctzte Satellitendatenverarbeitung f\u00fcr ihre Kunden und liefern Echtzeitinformationen an Regierungsbeh\u00f6rden, Katastrophenschutzorganisationen und Branchen wie beispielsweise Versicherungsgesellschaften.<\/span><\/p>\n

Der Satellit \u03a6sat-2 ist mit einem Bordsystem zur Bildverarbeitung einer Multispektralkamera mithilfe k\u00fcnstlicher Intelligenz ausgestattet. Auf dem Satelliten sind bereits KI-Anwendungen installiert, die Wolken aus Bildern entfernen, Stra\u00dfenkarten erstellen und Schiffe erkennen. Dar\u00fcber hinaus erm\u00f6glicht \u03a6sat-2 kommerziellen Unternehmen, ihre Anwendungen herunterzuladen und im Weltraum zu starten.<\/span><\/p>\n

Wir gehen davon aus, dass \u03a6sat-2 und andere Satelliten mit integrierter KI viele neue Gesch\u00e4ftsmodelle und kommerzielle M\u00f6glichkeiten schaffen werden, auch f\u00fcr Unternehmen au\u00dferhalb der Raumfahrtindustrie.<\/span><\/p>\n

Noch ein letzter Gedanke zur KI: Wie sehen Sie ihren Beitrag zur Erdbeobachtung in der Zukunft?<\/span><\/em>
\n\u2013 Ich denke, wir werden die Wechselwirkung von KI und vielen anderen neuen Technologien in allen Lebensbereichen erleben. Im Bereich der Erdbeobachtung arbeiten wir beispielsweise aktuell am Projekt \u201eDestination Earth\u201c \u2013 einem KI-gest\u00fctzten digitalen Zwilling des Planeten, der die Auswirkungen nat\u00fcrlicher und anthropogener Einfl\u00fcsse \u00fcberwachen und Extremereignisse vorhersagen soll.<\/span><\/p>\n

Geht man noch einen Schritt weiter, kann man sich einen digitalen Zwilling der Erde im Metaverse vorstellen, ein immersives Erlebnis, das durch erweiterte Realit\u00e4t \u2013 eine Kombination aus Augmented und Virtual Reality \u2013 verbesserte Interaktionen und Simulationen erm\u00f6glicht.<\/span><\/p>\n

Generell werden KI-Tools zunehmend in die Kernprozesse und Erdbeobachtungsaktivit\u00e4ten der ESA integriert, wodurch unsere Bem\u00fchungen um die Schaffung einer gr\u00fcnen und nachhaltigen Gesellschaft erheblich verst\u00e4rkt werden, indem sie uns wertvollere Informationen f\u00fcr die Entscheidungsfindung und das notwendige Management des Planeten liefern.<\/span><\/p>\n<\/i> Kommentieren Sie auf Facebook* Der Inhaber der Firma Meta gilt in Russland als Extremist und ist gesperrt.<\/span><\/a>\n\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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