Kommentar von Stig Martin Fiskå, Cognizant KI-Pilotprojekt bekämpft Wal-Kollisionen mit Schiffen

Weltweit sterben jährlich schätzungsweise 20.000 Wale durch Zusammenstöße mit Schiffen. Das geschieht meist unbemerkt von der Öffentlichkeit, aber mit fatalen Folgen für das maritime Ökosystem und erheblichen wirtschaftlichen Risiken für die Schifffahrt. Während herkömmliche Schutzmaßnahmen an ihre Grenzen stoßen, verspricht agentenbasierte KI einen neuen Ansatz. Das Open-Source-Projekt „WhaleAgent“ zeigt, wie sich durch die Vernetzung von Datenströmen und proaktive Risikoanalysen das Überleben der Meeresgiganten nachhaltig verbessern lässt.

Die Ozeane sind die Lebensadern des Welthandels, doch für ihre größten Bewohner werden sie zunehmend zu gefährlichem Terrain. Kollisionen mit Schiffen, sogenannte „Ship Strikes“, gehören heute zu den Hauptursachen für die Sterblichkeit großer Walarten wie Blauwale, Finnwale und die vom Aussterben bedrohten Nordatlantischen Glattwale. Besonders prekär: Die globalen Seerouten überschneiden sich mit etwa 92 Prozent der bekannten Lebensräume von Walen. Da das Schifffahrtsvolumen bis zum Jahr 2050 voraussichtlich um das Dreifache ansteigen wird, droht sich die Situation ohne menschliches Eingreifen massiv zu verschärfen.

Die maritime Forschung befindet sich dabei in einem Dilemma, wie das prominente Beispiel von „Wal Timmy“ verdeutlicht: Selbst bei intensiver Beobachtung bleiben die Wanderungsmuster der Tiere oft unvorhersehbar. Aktuelle Schutzmaßnahmen wie Geschwindigkeitsbegrenzungen der Schiffe auf unter zehn Knoten in Küstennähe sind zwar hochwirksam und können die Sterblichkeit um bis zu 90 Prozent senken. Sie basieren jedoch häufig auf statischen Parametern, mit denen sich die dynamische Natur der Meere nicht realistisch abbilden lässt. So existieren derzeit für weniger als sieben Prozent der Hochrisikogebiete spezifische Schutzvorgaben.

Ökologische und materielle Schäden gehen Hand in Hand

Kommt es tatsächlich zu einer Kollision, sind die Folgen für beide Seiten verheerend: Für die Wale enden die Zusammenstöße meist tödlich aufgrund von Schädelbrüchen, inneren Verletzungen oder tiefen Schnitten durch Schiffsschrauben. Dabei bleiben viele dieser Unfälle unentdeckt, da die Kadaver oft auf den Meeresgrund sinken. Doch auch die Reedereien verzeichnen massive Schäden wie zerstörte Propeller oder großflächige Risse im Schiffsrumpf, was hohe Kosten nach sich zieht.

Die wirtschaftlichen Folgen sind immens: Kleinere Schäden schlagen bereits mit 10.000 bis 200.000 Euro zu Buche. Bei größeren Defekten an Antriebsanlagen oder notwendigen Dockaufenthalten können die Kosten schnell auf mehrere Millionen Euro ansteigen. Hinzu kommen indirekte Belastungen durch Einnahmeausfälle während der Reparaturzeiten, steigende Versicherungsprämien und nicht zuletzt erhebliche Reputationsrisiken für die Reedereien. Experten betonen daher zunehmend, dass die Ausgaben für Präventionsmaßnahmen oft deutlich niedriger liegen als die Summe aus Schadenskosten und Imageverlust.

Die Grenzen heutiger Technik

Bisherige technologische Lösungen zur Verhinderung von Kollisionen weisen signifikante Lücken auf: Akustische Systeme (Hydrophone) erfassen zwar Walgesänge, sind aber nur bei aktiv vokalisierenden Arten effektiv und haben eine begrenzte Reichweite. Infrarot- und Wärmebildkameras haben den Vorteil, dass sie auch nachts funktionieren. Sie sind aber stark abhängig von Wettereinflüssen wie Regen, Sturm oder Wellengang und sind auf wenige Kilometer begrenzt. Satellitengestützte Lösungen hingegen können oft nur markierte Tiere nachverfolgen, was lediglich einen Bruchteil der gesamten Population abdeckt. Die Kernherausforderung bleibt die fehlende Echtzeit-Integration der unterschiedlichen Signale. So geben die meisten Systeme zeitverzögert Warnungen ab, wenn ein Wal entdeckt wurde. Für ein tonnenschweres Containerschiff ist das meist zu spät, um noch rechtzeitig auszuweichen.

Agenten-basierte KI und das Projekt „WhaleAgent“

An dieser Stelle kommen KI-Agenten ins Spiel und ebnen den Weg für eine entscheidende Verbesserung. Sie können im Gegensatz zu klassischen Algorithmen auch komplexe Aufgaben autonom koordinieren, verschiedene Datenquellen verknüpfen und proaktive Entscheidungen unterstützen. Ein wegweisendes Beispiel hierfür ist das Open-Source-Projekt „WhaleAgent“, das Cognizant im Rahmen der Initiative „Project Resilience“ vorantreibt. Dieses fungiert als ein System von orchestrierten Agenten zur Erstellung einer dynamischen Risikokarte der Weltmeere.

Dabei werden drei verschiedene Analyse-Ebenen miteinander verknüpft: Im Rahmen einer räumlich-zeitlichen Prädiktionsschicht analysiert ein Agent historische Wanderungsmuster und saisonale Trends. So lässt sich die Wahrscheinlichkeit von Wal-Aufkommen in bestimmten Gebieten realistisch berechnen. Ein weiterer Agent wertet Satellitendaten zur Temperatur der Meeresoberflächen aus. Hierdurch werden für die Nahrungsaufnahme der Wale ideale Bedingungen identifiziert, die somit für deren Aufenthalt in der betreffenden Region sprechen. Und schließlich analysiert die Lösung per KI-basierter Bilderkennung Satellitenbilder durch spezialisierte Modelle. Dadurch können Wal-Sichtungen in Echtzeit in die Risikobewertung einfließen.

Wichtig zu wissen: Das Ziel von WhaleAgent besteht nicht darin, die menschliche Entscheidung komplett zu ersetzen. Vielmehr sollen den Entscheidungsträgern der Schifffahrt frühzeitig handlungsrelevante Informationen zur Verfügung gestellt werden. Bevor ein Schiff in ein Hochrisikogebiet einfährt, kann das System relevante Kursänderungen oder Geschwindigkeitsanpassungen vorschlagen. Diese lassen sich dann nahtlos in bestehende Workflows und Routen-Optionen integrieren, wobei auch andere Faktoren wie Treibstoffverbrauch und Wetterbedingungen einbezogen werden.

Dynamische Routenplanung reduziert Kollisionsrisiko

Die Integration solcher Modelle in operative Prozesse bietet weit mehr als nur Artenschutz. Ein konkreter Anwendungsfall ist die dynamische Routenplanung: Anstatt feste, oft ineffiziente Sperrzonen zu umfahren, können Reedereien ihre Routen tagesaktuell an die von der KI prognostizierten Wal-Bewegungen anpassen. Das kann nicht nur die Wahrscheinlichkeit von Kollisionen reduzieren, sondern auch Haftungsrisiken und Ausfallzeiten verringern. Dass KI in der maritimen Logistik bereits heute erfolgreich zum Einsatz kommt, zeigt das Beispiel der Reederei Stena Bulk: Durch eine KI-gestützte Empfehlungs-Engine ließ sich die Genauigkeit von Frachtratenvorhersagen deutlich steigern und die Schiffspositionierung optimieren. WhaleAgent überträgt diese technologische Reife auf den Schutz von Walen.

Die Prognosen für WhaleAgent sind viel versprechend: Durch verbesserte Vorhersagen könnten jährlich etwa 6.000 Wale weltweit vor dem sicheren Tod durch Schiffskollisionen bewahrt werden. Das Projekt setzt dabei auf einen kollaborativen Open-Source-Ansatz, um Forscher, Reedereien und Technologieexperten weltweit zu vernetzen und die Modelle kontinuierlich zu validieren.

Eine neue Ära der maritimen Sicherheit

Der Schutz der Meere und die Anforderungen des globalen Handels müssen nicht im Widerspruch stehen. Projekte wie WhaleAgent demonstrieren anschaulich, wie durchdachte KI-gestützte Lösungen greifbare Ergebnisse liefern. Durch den Übergang von reaktiven Warnsystemen hin zu einer vorausschauenden, agentenbasierten Intelligenz lässt sich nicht nur eine der faszinierendsten Spezies unseres Planeten effektiv schützen. Auch werden dadurch die Sicherheit und Effizienz der globalen Lieferketten entscheidend erhöht. Nutzt die Schifffahrtsbranche diese technologische Innovation zielgerichtet, leistet dies einen wichtigen Beitrag zum Wohle der Ozeane und zur eigenen Wirtschaftlichkeit gleichermaßen.

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