Europäische Wissenschaftler in Graz forschen über die Schwarmintelligenz der Insekten.
Können Bienen lernen, wie man mit Robotern kommuniziert? Können Roboter mit Bienen interagieren? Mit diesen Fragen beschäftigen sich europäische Wissenschaftler im Forschungsprojekt ASSISIbf an der Universität Graz. Die Forscher arbeiten an neuen Technologien, unter anderem für den Bereich Umweltschutz.
Die Wissenschaftler bauen ungewöhnliche Bienenstöcke: Wachsplatten werden über kleine mit Sensoren ausgestatteten Robotern installiert. Mit Hilfe von komplexen bio-inspirierten Algorithmen senden sie verschiedene körperliche Reize an die Tiere.
"Sobald wir das haben, können wir diesen Informationsfluss genauer beobachten und herausfinden, wie die Bienen Informationen speichern, weiter kommunizieren, filtern. Das führt dann zu mehr Verständnis dieser Tiergesellschaften", sagt ASSISIbf-Projektkoordinator und Biologe Thomas Schmickl von der Universität Graz.
Die Teilnehmer an diesem europäischen Forschungsprojekt haben die kleinen Roboter so programmiert, dass sie die Bienen dazu anregen, auf Reize wie Vibrationen, Änderungen der Luftströmungen und insbesondere Temperaturschwankungen zu reagieren.
"In den Robotern gibt es elektronische Bauteile. Diese Teile können wir auf bestimmte Temperaturen erwärmen. Wir erwärmen sie, damit die Bienen von diesen Wärmepunkten angezogen werden", sagt der System-Ingenieur Ziad Salem von der Universität Graz.
Roboter sollen Schwarmintelligenz lernen
Der nächste Schritt besteht darin, die Roboter so zu programmieren, dass sie das soziale Verhalten, das sie beim Austausch mit den Bienen gelernt haben, nachahmen. Das Ziel der Wissenschaftler ist, dass die Roboter eine autonome Schwarmintelligenz entwickeln.
"In solchen Feldern, in den Feldern, wie sie zum Beispiel im Bienenstock vorkommen, schafft es eine einzelne Honigbiene oft nicht, alleine den Ort zu finden, an dem sie eine Arbeit verrichten soll. Wenn mehrere Honigbienen dort einer Aufgabe nachgehen, dann schaffen sie das plötzlich. Genau das passiert hier, das ist ein Beispiel für Schwarmintelligenz", erklärt der Biologe Martin Stefanec von der Universität Graz.
Schutz und Pflege von Bienen
Bienen leiden unter schädlichen Umwelteinflüssen. Ziel ist, dass die Roboter zum Schutz der Insekten beitragen. Geplant ist, dass die sensorgestützten Kleinroboter in Bienenstöcken installiert werden und Daten mit den Bienen austauschen wie z.B. über das Vorkommen von Pestiziden oder anderen Schadstoffen. Laut den Wissenschaftlern können damit das Wohlbefinden, der Schutz und die Produktivität der Bienenvölker deutlich verbessert werden.
"Angenommen es steht eine sehr lange Regenperiode bevor in einem Sommer, es kommt kühle Witterung, was für die Bienen bedeuten würde, dass möglicherweise Nahrungsknappheit aufkommen kann. Dann könnte man in Zukunft möglicherweise die Königin bei ihrer Eiablage regulieren, sodass weniger neue Brut produziert wird, damit die Brut, die schon da ist, besser versorgt werden kann, bevor es um Beispiel zu Kannibalismus kommt", sagt Biologin Martina Szopek von der Universität Graz.
Ähnliche Forschungen laufen derzeit mit Fischen. Neben dem Umweltschutz erhoffen sich die Wissenschaftler von ihrer Arbeit auch Verbesserungen für die Fischerei, die Viehzucht und die Landwirtschaft.