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KI für Gewässer und Einsatzplanung: Forschung aus Niedersachsen mit internationaler Sichtbarkeit

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Wie lassen sich Gewässer effizient pflegen, Einsätze planen und logistische Abläufe intelligent unterstützen – und dabei Entscheidungen von KI-Systemen transparent und nachvollziehbar machen? Mit diesem Anspruch entwickelt das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz im Projekt HAI-x (Hybrid AI explainer) erklärbare hybride KI-Systeme für komplexe Einsatzszenarien.

Oberflächenfahrzeug „Otter“ operiert im Nachgang zum Mähboot auf dem Maschsee© Andrej Lejman, DFKI
Das unbemannte Oberflächenfahrzeug „Otter“ operiert im Nachgang zum Mähboot auf dem Maschsee und scannt die Wassersäule mittels SONAR-Systemen auf verbliebene Vegetationsreste. Im Fokus stehen die quantitative Bewertung der Mähleistung sowie die Validierung der Sensordaten als Grundlage für die Entwicklung und Optimierung KI-gestützter Analyseverfahren.

Die Entwicklung erfolgt auf zwei Ebenen:
In einem laborbasierten Szenario werden Sensorik, Algorithmen und Designkonzepte unter kontrollierten Bedingungen getestet und weiterentwickelt. Ergänzend dazu werden die Systeme auf einem Spezialfahrzeug erprobt. Das Fahrzeug dient der Datenerfassung, Feldtestung und Evaluierung unter realen Bedingungen – etwa im Kontext der Gewässer- und Wasserstraßenunterhaltung.

Von der Forschung in die Anwendung

Im Mittelpunkt des Projekts steht die Entwicklung hybrider KI-Methoden, die unterschiedliche Verfahren – beispielsweise datengetriebene Lernmodelle und wissensbasierte Komponenten – systematisch kombinieren. Solche Systeme können komplexe Entscheidungen unterstützen, stellen jedoch hohe Anforderungen an Transparenz und Nachvollziehbarkeit.

HAI-x integriert Erklärmechanismen daher nicht als nachgelagerte Zusatzfunktion, sondern als strukturellen Bestandteil der Systemarchitektur. Ein entwickelter Ansatz kombiniert Erklärungen verschiedener KI-Subsysteme zu konsistenten Gesamterklärungen und schafft so die Grundlage für vertrauenswürdige Entscheidungsunterstützung im praktischen Einsatz.

Obwohl die Entwicklung an einem konkreten Anwendungsbeispiel erfolgt, ist die Technologie bewusst übertragbar angelegt. Mögliche Einsatzfelder reichen von der Gewässer- und Wasserstraßenunterhaltung über die Einsatzplanung bis hin zur logistischen Koordination, etwa in der Abfallbeseitigung oder in infrastrukturellen Dienstleistungen.

Regionale Verankerung, internationale Wahrnehmung

Ein Teil der Forschungsarbeiten wird in Hannover durchgeführt, unter anderem im Umfeld des Maschsees. Damit verbindet das Projekt regionale Verankerung in Niedersachsen mit wissenschaftlicher Exzellenz und internationaler Sichtbarkeit.

Die im Projekt entwickelten Architekturansätze zur erklärbaren hybriden KI fanden auch in der internationalen Fachwelt Beachtung. So wurde ein zentraler methodischer Beitrag auf der AI-2023 – 43rd SGAI International Conference on Artificial Intelligence in Cambridge mit dem Best Technical Paper Award ausgezeichnet. Auch bei der AI-2025 – 45th SGAI International Conference on Artificial Intelligence war das Projekt vertreten und brachte Forschungsergebnisse in den wissenschaftlichen Diskurs ein. 

Dr. Frederic Theodor Stahl, Leiter des Forschungsbereichs „Marine Perception“ am DFKI Niedersachen in Oldenburg

„Mit HAI-x entwickeln wir KI-Systeme, die nicht nur leistungsfähig sind, sondern ihre Entscheidungen auch nachvollziehbar machen. Dabei setzen wir auf hybride KI-Systeme – also intelligente Lösungen, die verschiedene KI-Methoden miteinander kombinieren, um robuste und verlässliche Ergebnisse zu erzielen. Die Verbindung aus nationaler Forschung, praktischer Anwendung und internationaler Sichtbarkeit zeigt, wie KI-Innovationen aus Deutschland Impulse über die Landesgrenzen hinaus setzen können.“

Dr. Frederic Theodor Stahl, Leiter des Forschungsbereichs „Marine Perception“ am DFKI Niedersachen in Oldenburg

Das Projekt wird durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF; heute Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt – BMFTR) gefördert. Es verbindet bundesgeförderte Spitzenforschung mit regionaler Umsetzung in Niedersachsen und internationaler Wahrnehmung.

Pressekontakt:

Communications & Media Niedersachsen