Forschungsprojekt »OCELI«
Mit KI dem Bienensterben auf der Spur
Im Projekt OCELI wollen Forschende erstmals mithilfe von KI belastbare Daten über die Ursachen des Rückgangs von Bienen- und Hummelpopulationen erheben. Im Rahmen des Projekts entwickeln fünf Partner unter Führung des FZI Forschungszentrum Informatik Technologien zum Schutz von Bienen und Hummeln.
Es gibt vielfältige Ursachen, warum das Bienen- und Hummelvorkommen in Deutschland sowie weltweit zurückgeht: Neben dem Einsatz von Pestiziden zählen ebenfalls Monokulturen, Krankheitserreger oder zerstörter Lebensraum zu den Gründen. Die Krise des Artenaussterbens sei genauso wichtig wie die Klimakrise, sagte kürzlich Bundesumweltministerin Steffi Lemke.
Fest steht: Das Insektensterben ist ein großes Problem unserer Zeit. Eine Basis für Antworten auf die Frage »Wie lässt sich das Sterben stoppen?« will nun ein Konsortium aus Wissenschaft und Wirtschaft im Forschungsprojekt »OCELI« schaffen. Zwar gab es in der Vergangenheit bereits nationale sowie internationale Bemühungen, den Rückgang der Artenvielfalt aufzuhalten. Dass diese nicht erfolgreich waren, liegt vor allem an erheblichen Wissenslücken: Viele Ursachen des Artenverlusts sind zwar bekannt, das Wissen über das komplexe Zusammenwirken einzelner Faktoren ist jedoch lückenhaft.
Aus dem Grund wollen nun die Projektpartner apic.ai, Eurofins Agroscience Services Ecotox, Disy Informationssysteme GmbH und das Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung – UFZ zusammen mit dem FZI Forschungszentrum Informatik, die technische Grundlage schaffen, um bestehende Wissenslücken zu schließen. Gemeinsam möchten sie erforschen, welche Stressoren für Bienen- und Hummelvölker bestehen und wie sie zusammenhängen. Zum Einsatz kommen dabei unter anderem Kompetenzen aus der angewandten künstlichen Intelligenz und Sensorik. Sie ermöglichen dem Konsortium, erstmals Effekte der Gestaltung landwirtschaftlich genutzter Flächen auf Bestäuber präzise zu messen und systematisch über lange Zeiträume Daten zu erheben.
Christoph Zimmermann, Abteilungsleiter am FZI, erklärt: »Wir wollen in Echtzeit verfolgen, wie sich Maßnahmen zum Schutz von Bestäubern auswirken. Unterstützung kriegen wir dabei von den Honigbienen und Hummeln selbst. Ihr Feedback ermöglicht uns erstmals eine belastbare Datenbasis zu generieren, damit zielgerichtete Maßnahmen für eine insektenfreundliche Landwirtschaft entwickelt werden können.«
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Daten sollen Wissenslücken schließen
Um die Daten zu sammeln, werden im Frühjahr dieses Jahres vernetzte Kamerasysteme am Eingang von Bienenstöcken beziehungsweise Hummelkolonien installiert, die kontinuierlich alle ein- und ausfliegenden Tiere filmen. Hierbei bringt apic.ai seine Expertise im Bereich der visuellen, lokalen Monitoringtechnik für Bestäuber ein. Sie nutzen neuronale Netze, um die aufgenommenen Aktivitäten zu erfassen und zu verarbeiten. Hierbei ist das FZI für das Entwickeln der Algorithmen zur Merkmalsextraktion zuständig.
Die Auswertung findet am UFZ mittels der Simulationsmodelle »BEEHAVE« und »Bumble-BEEHAVE« statt und soll Aufschluss darüber geben, welche Gefahren und Wechselwirkungen bestehen. Außerdem soll die Analyse von Geo-, Wetter-, Landnutzungs- und Flugmonitoringdaten Kausalzusammenhänge zwischen Veränderungen im Umfeld der Völker und deren Entwicklung herstellen. Hierbei analysiert Disy die Beobachtungsergebnisse des Monitorings. Mit begleitenden Feldstudien, die im Rahmen des Projekts von Eurofins durchgeführt werden, können Hypothesen über konkrete Ursachen des Insektensterbens geprüft werden. Auf Basis der Daten sollen zukünftig Best Practices und effektive Maßnahmen für die bestäuberfreundliche Landwirtschaft entwickelt werden können.
So lässt sich durch die in dem Forschungsprojekt entwickelte Technologie beispielsweise herausfinden, welche Arten von Pflanzenschutzmittel kritisch oder auch unkritisch für Bestäuber sind und ob Fülle und Diversität der lokalen Blühpflanzen den Bestäubern ein gutes Leben ermöglichen. Zudem wird der Erfolg konkreter Maßnahmen zum Schutz von Bestäubern messbar. Weitere Informationen über das Forschungsprojekt finden Sie auf der Website des Projetes.
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