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Die Insektenpopulationen sind weltweit rückläufig. Darunter auch die Honigbienen, die sowohl für unsere Nahrungsmittelversorgung als auch für die gesunde Funktion der natürlichen Ökosysteme von grundlegender Bedeutung sind. Honigbienen sind ein domestiziertes Insekt und werden in Imkereien bewirtschaftet. Dennoch sind sie einer Reihe von zunehmenden Belastungen ausgesetzt.
„Die moderne Landwirtschaft beruht auf Monokulturen“, sagt Thomas Schmickl, Professor für Zoologie an der Universität Graz in Österreich. „Um das aufrechtzuerhalten, müssen in der Landwirtschaft viele Chemikalien und andere belastende Methoden eingesetzt werden, die allen Bestäubern schaden.“
Um den bedrohten Bienenvölkern wieder auf die Sprünge zu helfen, setzen Forschende auf technische Innovationen. Im Rahmen des EU-finanzierten Projekts HIVEOPOLIS arbeiteten Forschende aus Belgien, Bulgarien, Deutschland, Lettland und der Schweiz gemeinsam an einer Reihe von Bienenstöcken, die mit digitalen Technologien ausgestattet sind, um die Überwachung und Bewirtschaftung von Honigbienenpopulationen zu unterstützen.
„Wir haben einen moderneren Bienenstock geschaffen“, fügt Schmickl hinzu. Er ist mit Sensoren und Aktuatoren ausgestattet, also mit Geräten, mit denen die Bewegungen der Bienenvölker aufgezeichnet und kontrolliert werden können. „Wir versuchen, Informationen aus dem Verhalten der Bienen herauszulesen, um bei Bedarf eingreifen zu können.“
Ein aktiver Bienenstock
Im Rahmen des Projekts HIVEOPOLIS wurden mehrere Prototypen gefertigt. Eine Innovation ist eine digitale Bienenwabe, die in einem Artikel beschrieben wird, der dieses Jahr in der Zeitschrift „Science Robotics“ veröffentlicht wurde.
Sie besteht aus vielen einzelnen Robotern auf einer Wabe, die ihrerseits mit einer Reihe von Sensoren ausgestattet ist. Die Technologie erfasst Daten über die Honigbienen und reagiert mit Vibrationsmustern oder Temperaturveränderungen, um das Bienenvolk zu kontrollieren und auf bestimmte Arten zu bewegen.
„Ich glaube, es ist die erste digitale Bienenwabe dieser Art, die wirklich mit den Bienen interagieren und eine gewisse Kontrolle über die Bienen ausüben kann“, bemerkt Schmickl.
Das Team entwickelte eine Reihe von Bienenstöcken, in die die verschiedenen Technologien eingebettet wurden. Einer der Bienenstöcke wurde durch den 3D-Druck eines künstlichen, hohlen Baumstamms unter Verwendung von Pilzen hergestellt, einem natürlichen Material, das den ökologischen Nutzen des Systems erhöht. Das Team entwickelte auch eine Methode zur Honiggewinnung, bei der der Bienenstock nicht beschädigt wird, wie es in der traditionellen Bienenzucht häufig der Fall ist.
Hochpräzise Bienenzucht
Es ist natürlich, dass Honigbienenvölker über den Winter absterben, aber die Imkereien in der EU verlieren jedes Jahr bis zu ein Drittel ihrer Honigbienenpopulationen, das Doppelte dessen, was Fachkräfte als gesund ansehen.
Mit den digitalen Bienenstöcken sollen vor allem die Bienenvölker unterstützt werden, indem ihre Gesundheit und Aktivität überwacht und so sichergestellt wird, dass möglichst viele von ihnen überleben.
„Wir überwachen zum Beispiel das Brutnest, und wenn die Temperaturen zu sehr fallen, können wir die Bienen mit zusätzlicher, kostenloser Energie unterstützen“, sagt Schmickl.
Ein weiterer wahrscheinlicher Einsatzbereich für das Produkt ist die Präzisionsimkerei, die Teil der Präzisionslandwirtschaft ist. „Wir könnten Bestäuber in bestimmte Gebiete treiben, aber nur diejenigen dort lassen, die gebraucht werden, und die anderen woanders hinbringen, um die Bestäubungsleistung insgesamt zu maximieren“, erklärt Schmickl.
Einer der Projektpartner arbeitet an einem tanzenden Roboter, der die Bienen aktiv an einen bestimmten Ort locken soll. Bienen kommunizieren über einem „Wackeltanz“ untereinander über Pollenquellen. Mit einem anderen Teil des Systems – dessen Einzelheiten noch nicht bekannt gegeben werden können – kann die Nahrungssuche an bestimmten Orten herunterreguliert werden.
Ein dritter potenzieller Einsatzbereich der Technologie ist die Kontrolle der Futterplätze von domestizierten Honigbienen, um eine Art natürliches Reservat für andere Wildbestäuber zu schaffen und sicherzustellen, dass diese genügend Nahrung finden. „Wir könnten unsere Bienen stärker auf die Bedürfnisse der Landwirtschaft ausrichten und die Wiesen den Wildbestäubern überlassen, die auf diese vielfältigen Nahrungsquellen angewiesen sind“, fügt Schmickl hinzu. „Das wäre zum absoluten Vorteil für alle beteiligten Parteien.“