Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Bienen weisen Robotern den Weg

17.03.2009
Ein Bienenvolk und jede Menge Robotik: Mit einer Kombination von Tier und Technik wollen Forscher der Universität Würzburg ein Instrument schaffen, mit dem sich die Umwelt günstig und großflächig überwachen lässt. Die EU fördert das Projekt mit 500.000 Euro.

Was haben ein Bienenvolk und ein Roboter gemeinsam? Beide sind höchst komplexe Systeme. Und was kommt dabei heraus, wenn man diese Systeme miteinander kombiniert? Möglicherweise ein "Biosensornetz zum großflächigen Umweltmonitoring".

So lautet der Name eines neuen Forschungsprojekts an der Universität Würzburg, an dem die Bienenforscher um Professor Jürgen Tautz und die Roboterspezialisten um Professor Klaus Schilling seit dem 1. März arbeiten. Ziel soll es unter anderem sein, mit Hilfe der Bienen und der Roboter große Flächen schnell und dauerhaft auf potenzielle Schadstoffe zu untersuchen. Aber auch andere Einsatzgebiete sind denkbar.

Bienen sammeln große Flächen ab

Der sprichwörtliche Bienenfleiß ist tatsächlich nicht nur ein Sprichwort: "Jedes Bienenvolk benötigt etliche Quadratkilometer Platz für sich, der im äußersten Extremfall eine Fläche von 20 mal 20 Kilometern ausmacht", sagt der Bienenexperte Jürgen Tautz. Und auf dieser Fläche besuchen die Tiere jede einzelne Blüte. Was aber noch wichtiger ist: "Dabei sammeln die Bienen alles auf, was in der Blüte hängen geblieben ist oder vieles, das die Pflanze aus dem Boden aufgenommen hat, und transportieren es zurück in ihren Stock", erklärt Tautz.

Wer also wissen möchte, ob ein bestimmter Landstrich mit Insekten- oder Pflanzenvernichtungsmitteln belastet ist, muss sich nur das Sammelgut der fleißigen Flieger genauer ansehen. Das ist der Punkt, an dem die Robotik ins Spiel kommt. "Unsere Aufgabe ist es, geeignete Sensoren im Bienenstock unterzubringen, die die gewünschten Informationen sammeln", erklärt Klaus Schilling, Leiter des Würzburger Informatik-Lehrstuhls für Robotik & Telematik. Die Techniker sind auch dafür verantwortlich, dass diese Daten möglichst schnell an eine Leitzentrale übermittelt und dort automatisch analysiert werden. Sogar eine Kartierung sei damit möglich, sagt Schilling.

Der Schwänzeltanz verrät dem Roboter den Weg

Eine Kartierung? Wie kann denn eine Maschine erkennen, woher eine bestimmte Probe stammt, die eine Biene in ihren Stock mitgebracht hat? "Bienen teilen ihren Artgenossen mit einem Schwänzeltanz mit, welchen Weg sie einschlagen müssen, um Nahrung zu finden. Wir sind in der Lage, diesen Tanz zu lesen", erklärt Jürgen Tautz. Und damit auch klar ist, welche Biene die verdächtige Probe aufgesammelt hat, tragen die Tiere winzige Chips auf dem Rücken, die sie für die Technik identifizierbar machen. Die Wegangaben, die Bienen in ihrem Tanz machen, sollen den Roboter auf den Weg schicken; der kann dann vor Ort genau nachmessen, welche Schadstoffe in welcher Konzentration vorliegen.

Ein Einsatz in Katastrophengebieten ist eine Möglichkeit, bei der die Bienen-Roboter-Kombination zum Einsatz kommen könnte. Die regelmäßige und permanente Überwachung großer Gebiete ist die andere Variante. So arbeiten heute schon Bienenvölker im Umfeld von Flughäfen im Dienste des Umweltmonitorings. Mit der Analyse des Honigs lassen sich zumindest grobe Aussagen darüber treffen, ob dort beispielsweise größere Mengen an Kerosin auf den Boden gelangen als in Gebieten fernab der Flugrouten.

Der Schadstoffeintrag lässt sich exakt erfassen

In Kombination mit der Robotik ließe sich diese Aussage deutlich verbessern: "Mit der entsprechenden Technik könnte es dann möglich sein, exakt festzustellen, wo und wann ein Flieger unerlaubterweise Kerosin abgelassen hat", sagt Schilling. Das ist möglich, weil die Bienen eben in so großer Zahl und quasi permanent im Einsatz sind - zumindest innerhalb ihrer üblichen "Betriebszeiten". Und was ist nachts und im Winter - wenn keine Bienen unterwegs sind? "Das ist die nächste spannende Frage, die wir lösen müssen", lacht Klaus Schilling.

Doch bis dahin ist es noch ein weiter Weg. Mit 500.000 Euro unterstützt der Europäische Fonds für regionale Entwicklung, betreut durch die Regierung von Unterfranken, das Projekt der beiden Wissenschaftler und ihrer Mitarbeiter; nochmal die gleiche Summe haben Tautz und Schilling dafür aus anderen Töpfen erhalten. Vier Jahre lang arbeiten die Forscher zusammen mit dem Forschungsinstitut Zentrum für Telematik, sowie den nordbayerischen mittelständischen Firmen eSTe Sigrid Thoma und Fröhlich Electronic zusammen, um hier das koordinierte Umweltmonitoring durch Bienen und Roboter Realität werden zu lassen.

Und wenn die Technik funktioniert, können die Feldversuche starten. Dabei muss es nicht zwangsläufig um ungewünschten Kerosinregen gehen. Auch die Belastung einer Region mit Feinstaub ließe sich beispielsweise sehr viel exakter erfassen als mit ein oder zwei Messstellen nahe viel befahrener Straßen.

Kontakt:

Professor Klaus Schilling, T: (0931) 31-86647,
E-Mail: schi@informatik.uni-wuerzburg.de
Professor Jürgen Tautz, T: (0931) 31-84319,
E-Mail: tautz@biozentrum.uni-wuerzburg.de

Gunnar Bartsch | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-wuerzburg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Interdisziplinäre Forschung:

nachricht Bergamoten – Verlockung und Verhängnis für Tabakschwärmer
21.04.2017 | Max-Planck-Institut für chemische Ökologie

nachricht Resistiver Schaltmechanismus aufgeklärt
19.04.2017 | Forschungszentrum Jülich GmbH

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Interdisziplinäre Forschung >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität

Neue Erfindung der Universitäten Bielefeld und Tromsø (Norwegen)

Physiker der Universität Bielefeld und der norwegischen Universität Tromsø haben einen Chip entwickelt, der super-auflösende Lichtmikroskopie, auch...

Im Focus: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Im Focus: Leichtbau serientauglich machen

Immer mehr Autobauer setzen auf Karosserieteile aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK). Dennoch müssen Fertigungs- und Reparaturkosten weiter gesenkt werden, um CFK kostengünstig nutzbar zu machen. Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) hat daher zusammen mit der Volkswagen AG und fünf weiteren Partnern im Projekt HolQueSt 3D Laserprozesse zum automatisierten Besäumen, Bohren und Reparieren von dreidimensionalen Bauteilen entwickelt.

Automatisiert ablaufende Bearbeitungsprozesse sind die Grundlage, um CFK-Bauteile endgültig in die Serienproduktion zu bringen. Ausgerichtet an einem...

Im Focus: Making lightweight construction suitable for series production

More and more automobile companies are focusing on body parts made of carbon fiber reinforced plastics (CFRP). However, manufacturing and repair costs must be further reduced in order to make CFRP more economical in use. Together with the Volkswagen AG and five other partners in the project HolQueSt 3D, the Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) has developed laser processes for the automatic trimming, drilling and repair of three-dimensional components.

Automated manufacturing processes are the basis for ultimately establishing the series production of CFRP components. In the project HolQueSt 3D, the LZH has...

Im Focus: Wonder material? Novel nanotube structure strengthens thin films for flexible electronics

Reflecting the structure of composites found in nature and the ancient world, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have synthesized thin carbon nanotube (CNT) textiles that exhibit both high electrical conductivity and a level of toughness that is about fifty times higher than copper films, currently used in electronics.

"The structural robustness of thin metal films has significant importance for the reliable operation of smart skin and flexible electronics including...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Berührungslose Schichtdickenmessung in der Qualitätskontrolle

25.04.2017 | Veranstaltungen

Forschungsexpedition „Meere und Ozeane“ mit dem Ausstellungsschiff MS Wissenschaft

24.04.2017 | Veranstaltungen

3. Bionik-Kongress Baden-Württemberg

24.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Pharmacoscopy: Mikroskopie der nächsten Generation

25.04.2017 | Medizintechnik

Astronomen-Team findet Himmelskörper mit „Schmauchspuren“

25.04.2017 | Physik Astronomie

Heiß & kalt – Gegensätze ziehen sich an

25.04.2017 | Physik Astronomie