Ein Foto von Blüte oder Blatt reicht meist schon aus und die App erkennt die Pflanze: Mit Flora Incognita haben Forschende der Technischen Universität Illmenau und des Max-Planck-Instituts für Biogeochemie Jena nicht nur Hobbybotanikern ein Werkzeug in die Hand gegeben, um Pflanzen unkompliziert zu erkennen. Auch Forschende greifen seither auf die Datenmengen zu, um etwa die Verbreitung der Pflanzenarten zu erkunden. Mithilfe Künstlicher Intelligenz konnte das Entwicklerteam aus Illmenau und Jena die Leistung der App um ein Vielfaches verbessern.

App erkennt weltweit 16.000 Pflanzenarten

Auf Grund einer innovativen Machine-Learning-Trainingsmethode ist Flora Incognita nun in der Lage, weltweit rund 16.000 Arten zu erkennen. Aber nicht nur das: „Mit den richtigen Bildern sind die neuen Netze jetzt in der Lage, viele Pflanzenarten mit einer Genauigkeit von nahezu 100 % zu klassifizieren“, sagt Patrick Mäder, Projektleiter von Flora Incognita an der TU Ilmenau.

Durch die Ausstattung der technologischen Basis mit selbstlernenden, tiefen neuronalen Netzen hat sich nicht nur die Zahl der verfügbaren Pflanzenarten verdreifacht. Auch die Benutzerfreundlichkeit und die Barrierefreiheit wurden verbessert. So wurde beispielsweise ein neues spieltypisches Element eingeführt, das es Nutzerinnen und Nutzern ermöglicht, für das Dokumentieren bestimmter Pflanzengruppen Abzeichen zu sammeln. Damit wollen die Forschenden einen Anreiz schaffen, auch schon bekannte Arten oder andere Pflanzengruppen festzuhalten und damit Forschenden wichtige Daten zu liefern.

Pflanzenfunde offline anlegen

Neu ist, dass die Pflanzenbestimmungs-App nun auch offline benutzt werden kann, um Pflanzenfunde anzulegen, die dann später automatisch erkannt werden sollen. Auch zur Durchführung von Citizen-Science-Projekten kann die App nun genutzt werden. So können ab sofort auch Laien die Verbreitung bestimmter invasiver Arten in einer Region nachvollziehen, besondere Bäume kartieren oder die Vielfalt von Pflanzenarten zum Beispiel auf Schulgeländen dokumentieren. Diese anonymisierten Beobachtungsdaten werden dann regelmäßig an die Projektverantwortlichen zur wissenschaftlichen und naturschutzfachlichen Auswertung weitergeleitet.

Auch die Datengrundlage und die hinterlegten Informationen wurden den Forschenden zufolge in der App erweitert – ebenfalls durch die Mithilfe von Laien. Mit der speziell für das wissenschaftliche Dokumentieren von Pflanzen entwickelten „Flora Capture“- App wurden bereits Tausende Aufnahmen aus bestimmten Perspektiven übermittelt. Damit wurde der Genauigkeitsgrad der Pflanzenbestimmung deutlich verbessert. Die Bilddaten stammten sowohl von Laien als auch von Studierenden sowie Autoren des Werks „African Plants – A Photo Guide“, außerdem von Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern der Hochschule Geisenheim und der Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden.

Pflanzensteckbriefe werden erweitert

In der nächsten Zeit soll das Informationsangebot in der App ausgebaut werden, wie die Co-Projektleiterin Jana Wäldchen vom Max-Planck-Institut für Biogeochemie Jena berichtet. „Wir planen, die Pflanzensteckbriefe mit weiteren spannenden Fakten zu ergänzen. Wir denken da beispielweise an Angaben, wie bestäuberfreundlich eine Art ist oder ob sie invasiv ist. Damit möchten wir unseren Nutzerinnen und Nutzern nach der Bestimmung praktisches Pflanzenwissen mitgeben.“

Die Flora-Incognita-App wurde von Forschenden der Technischen Universität Ilmenau und des Max-Planck-Instituts für Biogeochemie Jena entwickelt und von 2014 bis 2020 durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert. Das Folgeprojekt „Flora Incognita++“ wird vom Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz, nukleare Sicherheit und Verbraucherschutz sowie durch das Thüringer Ministerium für Umwelt, Energie und Naturschutz gefördert.

bb