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So könnte Künstliche Intelligenz für saubere Luft in unseren Städten sorgen

Tobias Schaffrath Rosario 30.11.2018 Lesezeit 4 Min

In 90 Prozent der Städte dieser Welt werden die Grenzwerte für Luftverschmutzung überschritten. Dagegen will das Münchner Start-up HawaDawa vorgehen. Es setzt auf eine KI, die Daten von Messtationen und Satelliten sowie Wetterinformationen auswertet – und dann Handlungsempfehlungen gibt.

Luftverschmutzung in Städten wird meist nur punktuell gemessen. Die Kommunen stellen einzelne teure Messgeräte auf – und keiner kann genau sagen, wie gut oder schlecht die Luft dazwischen ist. In ganz München, einer Stadt mit rund eineinhalb Millionen Einwohnern, stehen nur fünf Messstationen. Nur mit ihren Messungen die Luftqualität in der gesamten Stadt zu bewerten, ist quasi unmöglich. Denn schon von einer Kreuzung zur nächsten kann sich die Verschmutzung der Luft ändern. Will man in Zukunft für bessere Luft sorgen, muss man genauer messen.

Genau deshalb will das Start-up HawaDawa ein dichteres Netz an Messstationen aufbauen – und entwickelte dafür eigene Geräte mit günstigen Sensoren. Denn die bisher üblichen Messstationen sind zu teuer, um sie flächendeckend einzusetzen. Die HawaDawa-Messgeräte, die das Ergebnis von gemeinsamen Test mit der Technischen Universität München und dem Fraunhofer-Institut sind, werden als Internet-of-Things-Netzwerk in Städten platziert. Durch eine robuste Konstruktion, die für Störfaktoren wie Wind, Regen, Schnee oder Nebel gerüstet ist, können die Geräte zuverlässig Werte liefern. Für die Entwicklung haben es die Gründer des bayerischen Start-up sogar auf die Liste der 35 innovativsten Köpfe Europas geschafft, die das renommierte MIT zusammenstellt.

Entscheidend sind nicht die Messgeräte, sondern die Software

Es geht bei HawaDawa aber nicht nur um die Hardware. Die Software ist das Entscheidende. „Die Messung von Luftqualität ist deutlich komplizierter als man denkt“, sagt Janina Stork von HawaDawa im Gespräch mit WIRED. „Es reicht nicht aus, einfach nur einen Sensor zu installieren.“ Zur Messung eines einzelnen Parameters braucht es verschiedene Sensoren, die unterschiedliche Messungen tätigen. Zum Beispiel beeinflussen Umweltfaktoren wie Luftfeuchtigkeit oder Temperatur die Ergebnisse einer Feinstaub-Messung. Diese Einflüsse müssen berücksichtigt werden.

Bei klassischen Messstationen funktioniert das, indem die Luft vor der Messung bearbeitet wird. Beim Beispiel Temperatur heißt das, dass die Luft vorher aufgewärmt beziehungsweise abgekühlt werden muss. Das macht die Messstationen auch so teuer. Bei HawaDawa werden diese Einflüsse mit Hilfe komplexer Kalibrierungsalgorithmen und KI herausgerechnet. Genau das ermöglicht die kostengünstigeren Messgeräte. Dabei wird sich aber nicht nur auf die Daten aus den eigenen Messungen verlassen – HawaDawa verarbeitet auch Wetter-, Geo-, und Verkehrsdaten aus anderen Quellen. In Kooperation mit der europäischen Raumfahrtbehörde ESA und dem amerikanischen Pendant NASA integriert das Start-up sogar Satellitendaten.

Dieser Software-getriebene Big-Data Ansatz sei laut Janina Stork genau das, was die Technologie von HawaDawa von der Konkurrenz unterscheide. Der Messprozess findet nahezu in Echtzeit statt. Es wird eine sogenannte Heatmap erstellt, auf der die Anwender in Echtzeit erkennen können, an welchen Stellen die Verschmutzung gerade besonders hoch ist, und wo gehandelt werden muss.

Die Zahl der beteiligten Städte wächst

HawaDawa beschäftigt inzwischen 18 Mitarbeiter aus zehn verschiedenen Ländern und führt momentan Messungen in sechs Städten in Deutschland sowie der Schweiz durch – drei weitere gehen noch vor Weihnachten online. Auch weltweite Partnerschaften sind geplant. Gerade führt das junge Unternehmen zum Beispiel Gespräche in zwei Entwicklungsländern. Welche das genau sind, will HawaDawa aber nicht verraten.

Für ihre Innovation wurden die Münchner am vergangenen Mittwoch mit dem zweiten Platz des „Smart Country Startup Awards“ des Branchenverbands Bitkom ausgezeichnet. Bei dem Wettbewerb traten insgesamt 85 Startups in den Kategorien „Smart-City“ und „e-Government“ gegeneinander an. Zu gewinnen gab es in jeder Kategorie eine Prämie von 5.000€ und eine kostenlose Bitkom-Mitgliedschaft.