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  • Michael Handschuh

Künstliche Intelligenz in der Biodiversitätsforschung

Förderung von Projekten zum Thema: Methoden der Künstlichen Intelligenz als Instrument der Biodiversitätsforschung.


Mit dem Einsatz der KI und der Digitalisierung sollen innovative Lösungen in der Biodiversitätsforschung entwickelt werden. Als Beispiel nennt die Richtlinie, neben der automatisierten Artenerfassung - die Integration zusätzlicher Datenbestände, sowie die Analyse langer Zeitreihen und räumlicher Dynamiken. Von großer Bedeutung sind die praktische Umsetzung zur Untersuchung möglicher Zukunftsszenarien. Ziel ist die Identifizierung effizienter Schutzmaßnahmen oder die naturschutzfachliche Bewertungen für die Sicherung der Biodiversität.

Mit der Förderrichtlinie "Methoden der Künstlichen Intelligenz als Instrument der Biodiversitätsforschung", können interdisziplinäre Projekte gefördert werden, die den ergebnisreichen Einsatz von KI und Digitalisierung, in dem Bereich Biodiversitätsforschung zum Inhalt haben. In den interdisziplinären Verbundprojekten sollen Fachleute aus den Bereichen der KI und Digitalisierung, als auch aus der Biodiversitätsforschung zusammenarbeiten. Die in den Projekten entwickelten Innovationen müssen mindestens eines der drei nachfolgenden Anwendungsfelder aufgreifen, und dabei deutlich den Stand der in der Biodiversität angewandten Technik übertreffen.


Netzwerkanalysen und Zeitreihen

Hierzu zählen z.B. Netzwerkanalysen, die Ökosysteme und Arten nicht nur beschreiben, sondern auch in ihrer räumlichen Dynamiken - zu Simulation von dynamischen Wechselwirkungen, zur Mustererkennung oder Theoriebildung, zählt zu diesem Anwendungsfeld - ebenso wie die Untersuchung der Rolle des Menschen bzw. anthropogener Faktoren für ein vertieftes Verständnis komplexer sozialer und ökologischer Interaktionen zur nachhaltigen Nutzung biologischer Vielfalt.


Modellierung - Monitoring

Die Richtlinie nennt die Identifizierung effizienter Schutzmaßnahmen für Ökosysteme als Ziel, die sowohl die aktuellen als auch die prognostizierten ökologischen, klimatischen und sozialen Faktoren in einer Modellierung berücksichtigen. Auch ein automatisiertes Monitoring des ökologischen Zustands von Lebensräumen und naturschutzfachlicher Bewertungen der Daten zu akuten Gefährdungen (Rote Listen, IUCN- oder IPBES-Berichte etc.) im Sinne eines Frühwarnsystems sowie die Automatische Detektion von Neobiota in Verbindung mit möglichen Zukunftsszenarien können diesem Anwendungsfeld zugeordnet werden. Des Weiteren zählt die duale Entwicklung taxonomischer Expertise und die Entwicklung einer automatisierten taxonomischen Bestimmung zu diesem Anwendungsfeld.


Datengrundlage - Datenbanken zu Monitoring / Digitalisierung

Dieses Anwendungsfeld soll beispielsweise Arbeiten an Standards für die Automatisierung (z.B. der Arterkennung) und Zusammenführung von Daten, die Verbesserung der Datengrundlage, z.B. indem Metabarcoding und Monitoring durch einen KI-Einsatz verknüpft werden oder Daten aus Apps integrieren, die im Rahmen der Citizen Science Einsatz finden. Neben Pflanzen und Tieren in großer taxonomischer Breite können auch die Lebensgemeinschaft der Mikroorganismen und Pilze im Boden aufgegriffen werden.Bei der Modellierung der dynamischen Wechselwirkungen innerhalb von Ökosystemen könnten außerdem weitere Datenbestände wie beispielsweise Stoffkreisläufe oder klimatische Daten integriert werden.


Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) begrüßt insbesondere die Integration von Citizen Science in den vorgenannten Anwendungsfeldern. Diese spielen in der Biodiversitätsforschung eine wichtige Rolle und besitzt sowohl für die Entwicklung von KI-gestützten Verfahren als auch für die Nutzung von KI viele Ansatzpunkte. Darüber hinaus soll der Einsatz von KI im Rahmen von Citizen Science in der Biodiversitätsforschung einen gesellschaftlichen Transformationsprozess anstoßen und dabei helfen, den Schutz der Biodiversität bei allen gesellschaftlichen Entscheidungsprozessen zu verankern.Die Einbindung von Bürger_innen können den Umfang der Projekte erhöhen und die Qualität deutlich steigern. So könnte die Einbindung von Personen aus der sogenannten Civic-Tech-Bewegung dabei Unterstützen, angestoßene Projekte selbsttragend zu gestalten.


Möglich ist auch der Einsatz von Gamification-Ansätzen oder anderer Strategien, mit denen Einzelpersonen dabei unterstützt werden, den Schutz der Biodiversität bei ihrem individuellen Handeln verstärkt zu berücksichtigen. Die Datenerhebung in den Forschungsprojekten sollte dem Grundsatz nach transparent erfolgen und den FAIR- Prinzipien unterliegen (Findable, Accesssible, Interoperable and Re-usable). Forschungsdaten sollten im Sinne von Open Access/Open Data öffentlich verfügbar gemacht werden. Wünschenswert wäre auch die Transparenz der Algorithmen, mit denen die KI arbeitet.


Die Förderung erfolgt in zwei aufeinander aufbauenden Phasen. Für jede Phase sind gesonderte Anträge zu stellen. Die erste Phase soll dazu dienen, ein für die jeweilige Fragestellung und Projektidee geeignetes Verbundprojekt zusammenzustellen und ein gemeinsames Konzept sowie die wissenschaftliche Grundlage für die zweite Phase zu erarbeiten. Die besten Konzepte aus der ersten Phase können ihre Ideen in der zweiten Phase umsetzen. Nur Projekte, die in der ersten Phase gefördert werden können sich für die zweite Phase bewerben.


Konzeptphase - Phase 1

In der ersten Phase stellen die geförderten Projekte einen geeigneten Projektverbung für eine mögliche zweite Phase zusammen und erarbeiten die konkrete Fragestellung, das Projektdesign und den Arbeitsplan. Die Ausarbeitung der detaillierten Vorhabensbeschreibung für einen Antrag für die zweite Phase entsprechen den in der Förderrichtlinie genannten Anforderungen stellt ein zentrales Ergebnis der Phase 1 dar. Die Dauer der Konzeptphase soll höchstens 12 Monate dauern.


Umsetzungsphase - Phase 2

Für diese Phase werden Projekte auf Basis ihrer in der ersten Phase entwickelten Konzepte - zur Durchführung eines Verbundprojekts - ausgewählt. Der Antrag für diese Phase ist sechs Monate nach Start der ersten Phase vorzulegen. In dieser Umsetzungsphase finden die Forschung sowie eine erste Umsetzung der Ergebnisse entsprechend dem eingereichten Arbeits- und Meilensteinplan statt. Die Förderung in der Umsetzungsphase ist auf bis zu drei Jahre angelegt.


Antragsberechtigt für Phase 1 (Konzeptphase) sind Hochschulen und außeruniversitäre Forschungseinrichtungen. Zum Zeitpunkt eine möglichen Zuwendung wird das Vorhandensein einer Einrichtung in Deutschland verlangt, die der nichtwirtschaftlichen Tätigkeit des Zuwendungsempfängers dient.


Für Phase 2 (Umsetzungsphase) sind Einrichtungen der Kommunen und Länder, Hochschulen, außeruniversitäre Forschungseinrichtungen, Unternehmen der gewerblichen Wirtschaft und gesellschaftliche Organisationen wie z.B. Stiftungen, Vereine und Verbände als Verbundpartner gefragt. Zum Zeitpunkt einer Auszahlung einer gewährten Zuwendung wird das Vorhandensein einer Betriebsstätte oder Niederlassung (Unternehmen) bzw. einer sonstigen Einrichtung, die der nichtwirtschaftlichen Tätigkeit des Zuwendungempfängers dient (Hochschule, Forschungseinrichtung) in Deutschland erwartet


Art, Umfang und Höhe der Zuwendung. Die Zuwendungen werden im Wege einer Projektförderung als nicht rückzahlbarer Zuschuss gewährt. Bemessungsgrundlage für die Zuwendungen an Unternehmen der gewerblichen Wirtschaft und für Vorhaben von Vorschungseinrichtungen, die in den Bereich der wirtschaftlichen Tätigkeit fallen, sind die zuwendungsfähigen projektbezogenen Kosten, Diese können unter Berücksichtigung der beihilferechtlichen Vorgaben anteilig finanziert werden.


Die Zuwendung in der Phase 1 (Konzeptphase) wird ausschließlich an den koordinierenden Projektpartner vergeben. Die Einzelprojekte können eine Laufzeit von bis zu zwölf Monaten aufweisen und eine Zuwendung von bis zu 100.000 Euro je Projekt erhalten (ggf. zuzüglich einer Projektpauschale, 20 % für nichtwirtschaftliche Forschungszenteren, Hochschulen und Universitätskliniken).


In dieser ersten Phase werden ausschließlich folgende Positionen mit den jeweiligen Einschränkungen als zuwendungsfähig anerkannt.

  • FuE-Aufträge zur Einbindung komplementärer Partner (aus Wissenschaft oder Praxis): Mindestens 25 % (bis maximal 45 %) der zuwendungsfähigen Mittel ist zur Einbindung komplementärer Partner durch den Antragsteller über FuE-Aufträge vorgesehen.

  • Der zuwendungsfähige Personalaufwand ist auf eine zwölfmonatige Vollzeitstelle beschränkt. Vorkalkulatorisch kann maximal ein Entgelt angesetzt werden, das eine Vergütung nach E 13 (TVöD/TV-L) nicht überschreitet. Grundfinanziertes Personal ist nicht zuwendungsfähig.

  • Sachausgaben bzw. sonstige Vorhabenskosten.

  • Reiseausgaben / -kosten.

Die zweite Phase fördert Verbundprojekte mit einer Laufzeit von bis zu drei Jahren. Zuwendungsfähig sind projektbedingt zusätzlich anfallende Ausgabe bzw. Kosten in den folgenden Bereichen.

  • Aufträge für FuE-Leistungen oder andere Dienstleistungen, wenn Arbeiten aus technischen oder wirtschaftlichen Gründen von Dritten erbracht werden müssen, die nicht selbst Projektpartner sind.

  • Personalausgaben/ -kosten für die Durchführung der Aufgaben im Projekt

  • Sachausgaben bzw. sonstige Vorhabenkosten (Verbrauchsmaterial, Geschäftsbedarf, Druckarbeiten, Open Access-Publikationen, Aufwendungen für Veranstaltungen und Ähnliches).

  • Dienstreisen, Reisen zu Veranstaltungen und Treffen sind innerhalb des Verbundes abzustimmen und zu ereinheitlichen.

  • Im Einzelfall sit die Anschaffung von Gegenständen über 800 Euro zuwendungsfähig, sofern sie nicht der Grundausstattung des Antragstellers zuzurechnen sind und zwingend für die Durchführung des Projekts benötigt werden.

Förderfähig sind außerdem Sommer- oder Winterschulen für den intersdisziplinären Austausch der beitragenden forschenden Disziplinen.


Mit der Abwicklung der Fördermaßnahme hat das BMBF derzeit die VDI/VDE - Innovation und Technik GmbH, in Berlin beauftragt. Ein vollständiger Förderantrag liegt demnach nur dann vor, wenn mindestens die Anforderungen nach Artikel 6 Absatz 2 AGVO erfüllt sind. Für die erste Phase sind dem Projektträger rechtsverbindlich unterschriebene förmliche Förderanträge bis zum 6. April 2023 über das elektronische Antragssystem einzureichen. Die Vorlagefrist gilt nicht als Ausschlussfrist. Anträge die zu einem späteren Zeitpunkt eingehen können aber möglicherweise nicht mehr berücksichtigt werden.


 

Quelle: Bundesministerium für Bildung und Forschung, Richtlinie zur Förderung von Projekten zum Thema "Methoden der künstlichen Intelligenz als Instrument der Biodiversitätsforschung vom 22. Dezember 2022.


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