Bienen unter Beobachtung: Uni Graz ermöglicht nie dagewesene Einblicke in den Hofstaat

Infrarot-Einblicke in den Bienenstock: Die Technologie der Universität Graz gibt einzigartige Aufschlüsse über das Verhalten der Königin und ihres Hofstaats. Foto: H2020 FET-Open project "RoboRoyale"

Was tut sich in den Waben? Wie viele Eier legt die Königin? Welche Honigmenge ist vorhanden? Autonome Roboter und KI-Algorithmen liefern wichtige Daten und hochauflösende Echtzeit-Bilder aus dem Inneren eines Bienenstocks. „Wir haben in einem internationalen Team eine Game-Changer-Technologie für eine neuartige digitalisierte Verhaltensforschung entwickelt“, berichtet Biologe Thomas Schmickl vom Artifical Life Lab der Uni Graz. Welche Vielzahl von Informationen aus der bis jetzt einzigartigen Forschungsanlage gewonnen werden, beschreibt die Publikation, die soeben als Titelgeschichte im Fachjournal „Science Robotics“ erschienen ist.

1,4 Terabyte Daten samt Aufnahmen der Bienenkönigin und ihrer Interaktionen im Stock liefert die Universität Graz täglich an ihre Forschungspartner:innen im von der EU geförderten Projekt „RoboRoyale“ zur Analyse. Die Roboter beobachten die Bewegungsmuster und das Eilege-Verhalten der Königin, zählen die Population und messen den Bruterfolg. Gleichzeitig wird eine permanent aktualisierte Karte der Wabeninhalte erzeugt. „Aufgrund der hohen Komplexität des Bienenvolks und der Entwicklung der Wabeninhalte ermöglichen erst diese Einblicke ein grundlegendes Verständnis der sozialen Selbstregulation des Bienenstaates“, erklärt Schmickl.

Das neue System wurde um eine voll funktionsfähige Bienenkolonie „herumgebaut“, sodass die Tiere ungestört ihre Sammelflüge durchführen können. Zwei bewegliche Kameraköpfe arbeiten autonom und machen Aufnahmen im Infrarotlicht, um das Verhalten der Bienen nicht zu beeinflussen. KI-Algorithmen analysieren und klassifizieren die bisher mehr als 100 Millionen Einzelbilder. Diese Technik ermöglicht es erstmals, in hoher Genauigkeit und über lange Zeiträume durchgehend eine Vielzahl an Daten parallel zu erfassen.

Erstaunliche Erkenntnisse
Erste Auswertungen der gewonnenen Informationen zeigen, dass die Bienenkönigin im Monat auf den beiden nur 33 mal 42 cm großen Waben 1,5 Kilometer zurücklegt. In der nun abflauenden Saison im Oktober legt sie immer noch durchschnittlich 187 Eier pro Tag und ruht dazwischen immer wieder für bis zu 1,5 Stunden.

Die Forschung ist Teil des Profilbereichs COLIBRI, in dem sich die Universität Graz der Komplexitätsforschung widmet. Thomas Schmickl und sein Team wollen die digitalen Methoden künftig auch auf andere wichtige Tier- und Pflanzenarten ausweiten, um neue Daten über unsere Ökosysteme zu sammeln.

Publikation:
Ulrich et al.: „Autonomous tracking of honeybee behaviours over long-term periods with cooperating robots”, Science Robotics

Dagmar Eklaude

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