Honigsammlerinnen auf Datensuche: Projekt OCELI macht mit KI Ursachen des Bienensterbens messbar
Mithilfe von Künstlicher Intelligenz erstmals präzise und kontinuierlich
belastbare Daten über die Ursachen des Rückgangs von Bienen- und
Hummelpopulationen erheben zu können – das ist Ziel des Forschungsprojekts
OCELI. Im Rahmen des Projekts entwickeln fünf Partner unter der
Konsortialführung des FZI Forschungszentrum Informatik eine Technologie
zum Schutz von Bienen und Hummeln in der Agrarlandschaft.
Karlsruhe, 21.02.2022 – Es gibt vielfältige Ursachen, warum das Bienen-
und Hummelvorkommen in Deutschland sowie weltweit zurückgeht: Neben dem
Einsatz von Pestiziden zählen beispielsweise auch 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 dieser Faktoren ist jedoch lückenhaft. Die Projektpartner
apic.ai, Eurofins Agroscience Services Ecotox, Disy Informationssysteme
GmbH und das Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung – UFZ wollen nun mit
dem FZI die technologische Grundlage schaffen, um bestehende Wissenslücken
zu schließen. Gemeinsam möchten sie erforschen, welche Stressoren für
Bienen- und Hummelvölker bestehen und wie diese zusammenhängen. Zum
Einsatz kommen dabei unter anderem Kompetenzen aus der angewandten
Künstlichen Intelligenz und Sensorik. Diese 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.“
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
Monitoringtechnologie für Bestäuber ein. Neuronale Netze werden genutzt,
um die aufgenommenen Aktivitäten zu erfassen und zu verarbeiten. Das FZI
ist dabei für die Entwicklung 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. Durch begleitende Feldstudien, die im Rahmen des Projekts von
Eurofins durchgeführt werden, können Hypothesen über konkrete Ursachen des
Insektensterbens geprüft werden. Auf Basis dieser 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.
Das Forschungsprojekt OCELI ist Teil des Verbundprojekts „Bienenbasiertes
Biomonitoring zur Erschließung der synergetischen Wirkmechanismen von
Landwirtschaft und Bestäuberinsekten“. Es wird vom Bundesministerium für
Ernährung und Landwirtschaft mit über 1,3 Millionen Euro bis zum
06.06.2024 gefördert. Weitere Informationen über das Forschungsprojekt
sind hier zu finden: https://oceli.com
Über das FZI Forschungszentrum Informatik
Das FZI Forschungszentrum Informatik mit Hauptsitz in Karlsruhe und
Außenstelle in Berlin ist eine gemeinnützige Einrichtung für Informatik-
Anwendungsforschung und Technologietransfer. Es bringt die neuesten
wissenschaftlichen Erkenntnisse der Informationstechnologie in Unternehmen
und öffentliche Einrichtungen und qualifiziert junge Menschen für eine
akademische und wirtschaftliche Karriere oder den Sprung in die
Selbstständigkeit. Betreut von Professoren verschiedener Fakultäten
entwickeln die Forschungsgruppen am FZI interdisziplinär für ihre
Auftraggeber Konzepte, Software-, Hardware- und Systemlösungen und setzen
die gefundenen Lösungen prototypisch um. Mit dem FZI House of Living Labs
steht eine einzigartige Forschungsumgebung für die Anwendungsforschung
bereit. Das FZI ist Innovationspartner des Karlsruher Instituts für
Technologie (KIT).
