Künstliche Intelligenz macht Ursachen des Bienensterbens messbar

Bienen spielen eine wichtige Rolle bei der Bestäubung von Pflanzen und sichern unsere Biodiversität. Doch schon seit längerer Zeit beklagen Forscher den Rückgang der Bienenkolonien. Das Ziel des Forschungsprojekts OCELI ist es, zur Rettung der Tiere mithilfe von Künstlicher Intelligenz (KI) erstmals präzise und kontinuierlich belastbare Daten über die Ursachen des Bienen- und Hummelsterbens erheben zu können.

Es gibt diverse Gründe, warum das Bienen- und Hummelvorkommen sowohl in Deutschland als auch weltweit zurückgeht: Neben dem Einsatz von aggressiven Pestiziden, Insektiziden und Fungiziden zählen auch Monokulturen, Krankheitserreger oder zerstörte Lebensräume zu den Ursachen. Eine wissenschaftlich fundierte Basis für Antworten auf die Frage „Wie können wir die Bienen denn retten?” möchte ein Konsortium aus Wissenschaft und Wirtschaft im Forschungsprojekt OCELI schaffen. OCELI ist ein vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft gefördertes Forschungsvorhaben zum Schutz von Bienen und weiteren Bestäuber-Insekten wie beispielsweise Hummeln. Im Rahmen des Projekts entwickeln fünf Partner unter der Führung des FZI Forschungszentrum Informatik eine neuartige Technologie zum Schutz von Bienen und Hummeln.

Honig sammeln für die Wissenschaft

Das Ziel von OCELI besteht in der Erforschung und Entwicklung einer Technologie, die entscheidend für eine nachhaltige Landwirtschaft mit gesunden Bienenpopulationen ist. Dass die bisherigen wissenschaftlichen Untersuchungen am Sterben der Bienen nichts ändern konnten, liegt vor allem an dramatischen Wissenslücken. Bislang gab es nämlich noch keine Möglichkeit, systematisch und großflächig Daten darüber zu sammeln, wie sich die Maßnahmen der Gestaltung landwirtschaftlich genutzter Flächen auf die Bienen und andere Bestäuber-Insekten auswirken. Die Ursachen für das Sterben sind größtenteils bekannt, aber das Wissen über das komplexe Zusammenwirken dieser Ursachen ist immer noch lückenhaft. Diese Lücken möchte OCELI schließen.

Das Projekt will durch den Einsatz Künstlicher Intelligenz das Potenzial von Honigbienen und Hummeln als Bioindikatoren möglich machen. Die Technologie soll Daten erzeugen können, mit denen die Auswirkungen einzelner Einflussfaktoren auf die Bienen untersucht werden können. So sollen Hypothesen über konkrete Ursachen des Insektensterbens überprüfbar werden. Außerdem sollen unter realen Bedingungen der Einfluss der Landwirtschaft auf die Populationen gemessen und anschließend Erfolgsmodelle für eine sogenannte Bestäuber-freundliche Landwirtschaft entwickelt werden. Zudem wird auch der Erfolg konkreter Maßnahmen zum Schutz der Bienen gemessen. Durch den Vergleich von Zeitreihendaten oder Kontrollgruppen kann bewertet werden, ob Maßnahmen zum Schutz der Bienen die gewünschte Wirkung haben.

Künstliche Intelligenz macht’s möglich

Die Technologie besteht aus einem innovativen technologischen Gesamtsystem, das aus Hard- und Software sowie Prozessen zur Erfassung der Umgebungsdaten und deren Interpretation mit Simulationsmodellen besteht. Dazu kombinieren die Projektpartner ihre jeweiligen wissenschaftlichen Expertisen. Auf Basis einer Monitoring-Technologie wird ein vernetztes Kamerasystem entwickelt, das dieses Jahr am Eingang von Bienenstöcken oder Hummelkolonien installiert wird. Es erfasst dort kontinuierlich alle ein- und ausfliegenden Tiere und die Informationen, die diese über ihre Umgebung mitbringen. Zudem werden neuronale Netze – Netze aus künstlichen Neuronen –eingesetzt, um die aufgenommenen Aktivitäten qualitativ und quantitativ in Echtzeit auszuwerten. Das OCELI System kann somit durch die KI-basierte Bildauswertung Effekte erfassen, die mit herkömmlichen Methoden nicht messbar wären. Diese Daten, ergänzt um Geodaten wie Wetter, Landschaft, Bodenbeschaffenheit und die Nähe zu Gewässern liefern wichtige Erkenntnisse für eine nachhaltige Landwirtschaft. Mit dem OCELI Projekt will die Bundesregierung die Lebensbedingungen für Insekten sowie die biologische Vielfalt in Deutschland verbessern, um dem Bienen- und Hummelsterben entgegenzuwirken. Die Förderung von Forschung, die Verbreitung von Wissen und das Schließen von bestehenden Wissenslücken sollen abschließend die Basis dafür sein, ein Miteinander von Bienen und Landwirtschaft zu unterstützen.