Forschung

In den letzten 20 Jahren sind zahlreiche Wegpflegegeräte auf den Markt gekommen. Die leicht zu bedienenden hydraulischen Anbaugeräte für Traktoren versprechen eine gute und kostengünstige Forststraßeninstandhaltung. Je nach Wegpflegegerät sind vier bis fünf Pflegedurchgänge während der Monate April bis September erforderlich, um die Dauerhaftigkeit, den Fahrkomfort und die Verkehrssicherheit der Forststraßen aufrechtzuhalten. Der konsequente Einsatz kann das Intervall einer größeren Instandsetzungsmaßnahme deutlich erweitern. Es spricht Vieles für die Instandhaltung des Forststraßennetzes mittels Wegpflegegeräten, doch hinsichtlich der technischen Funktionalität von Forststraßen gibt es auch Bedenken. Mangelnde Erfahrung der Maschinisten oder kein konsequenter Einsatz können sich nachteilig auf die Deckschicht auswirken. Gründe dafür sind, dass ungewünschtes Material in den Fahrbahnaufbau gelangt oder, dass die meist kombinierten Deck-Trag-Schichten aufgerissen werden und es somit zu Verdichtungsproblemen kommt. Nach dem Einsatz eines Wegpflegegerätes sind die Straßenerhalter des Öfteren mit Beschwerden von Erholungssuchenden im Wald konfrontiert. Die Überlegung ob eine Forststraße für Pflegeaktivitäten mittels Anbaugeräten geeignet ist, beziehungsweise wie eine Forststraße instandgesetzt werden muss, um die Tauglichkeit von Wegpflegegeräten zu gewährleisten, sollt als Ziel dieses Projekts betrachtet werden.

Die Fortschritte bei den statistischen Methoden des maschinellen Lernens haben die KI immer erfolgreicher gemacht. Deep Learning übertrifft die menschliche Leistung sogar im medizinischen Bereich. Ihr volles Potenzial wird jedoch durch die Schwierigkeit begrenzt, zugrundeliegende Erklärungsstrukturen zu generieren, so dass es ihnen an einer expliziten deklarativen Wissensrepräsentation fehlt. Eine Motivation für dieses Projekt sind die zunehmenden rechtlichen und datenschutzrechtlichen Fragen - maschinelle Entscheidungsprozesse zu verstehen und nachzuvollziehen. Transparente Algorithmen könnten das Vertrauen von medizinischem Fachpersonal stärken und damit die Akzeptanz von KI-Lösungen generell erhöhen. Dieses Projekt wird wichtige Beiträge für die internationale Forschungsgemeinschaft in folgender Weise liefern: 1) Evidenz in verschiedenen Methoden der Erklärbarkeit, Muster der Erklärbarkeit und Messungen der Erklärbarkeit. Basierend auf empirischen Studien ("Wie erklären Menschen?") werden wir eine Bibliothek von Erklärungsmustern und eine neuartige Grammatik entwickeln, wie diese kombiniert werden können. Schließlich werden wir Kriterien/Benchmarks für Erklärbarkeit definieren und Antworten auf die Frage "Was ist eine gute Erklärung?" geben. 2) Prinzipien zur Messung der Effektivität von Erklärbarkeit und Erklärbarkeitsrichtlinien und 3) Mapping des menschlichen Verständnisses mit maschinellen Erklärungen und Einsatz eines offenen Erklärungsrahmens zusammen mit einer Reihe von Benchmarks und offenen Daten, um weitere Forschung in der internationalen KI/Maschinenlerngemeinschaft anzuregen und zu inspirieren. Alle Ergebnisse dieses Projekts werden der internationalen Forschungsgemeinschaft offen zugänglich gemacht.

Ziel des vorliegenden Projektes ist es ein neues Wasserableitungssystem für Forststraßen zu entwickeln, welches auf dem Prinzip der Retention basiert. An Stelle möglichst dichter Deck-Tragschichten sollen Forststraßen mit versickerungsfähigen Aufbauten errichtet werden, die das Wasser durch Retention und Speicherung verzögert und schadfrei im anschließenden Wald versickern lassen. Es ist beabsichtigt den konzentrierten Abfluss aus Rohrdurchlässen soweit zu reduzieren, dass die Rohrdurchlässe künftig möglichst nicht mehr den Ausgangspunkt für die Entstehung von Muren und pluvialen Hochwässern im Siedlungsraum bilden. Durch den reduzierten Abfluss von Niederschlagswässern an der Oberfläche der Forststraßen wird auch eine Verringerung der erodierenden Wir kung und damit auch eine Reduktion der Schäden infolge von Starkregen erwartet. Damit wird neben einer Verringerung der erforderlichen Instandhaltungsmaßnahmen auch eine Verlängerung der Lebensdauer der Forststraßen sichergestellt.