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Lass mal schnacken: Forscher bringen Bienen und Fische zum Kommunizieren

Lass mal schnacken: Forscher bringen Bienen und Fische zum Kommunizieren
Geht's jetzt links-, oder rechtsrum?
Ein internationales Forscherteam brachte Bienen und Fische dazu, sich über eine Entfernung von knapp 700 Kilometern "abzusprechen". Dank tierähnlicher Roboter interagierten die Bienen- und Fischschwärme miteinander - und gelangten zu einem Konsens.

von Timo Kirez

Von wegen Summ-Summ und Blubb-Blubb: Ein europäisches Forscherteam entwickelte Roboter, die nicht nur die soziale Sprache von Schwärmen erlernen und imitieren, sondern auch das Verhalten dieser Schwärme lenken können. "Die Roboter verhielten sich, als wären sie Verhandlungsführer und Dolmetscher bei einer internationalen Konferenz. Durch mehrfachen Informationsaustausch kamen die beiden Tiergruppen allmählich zu einer gemeinsamen Entscheidung", erklärt Francesco Mondada von der École polytechnique fédérale de Lausanne, einer der Forscher des "ASSISIbf" getauften Projekts.

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Neben den Schweizern nehmen auch noch die Universität aus Lissabon, die Universität Graz, die Universität Diderot aus Paris und die Zagreber Universität an der Forschungsreihe teil. Die Forschungsergebnisse wurden in der jüngsten Ausgabe von Science Robotics publiziert.

In der Regel haben sich Fische und Bienen nicht viel zu sagen, doch den Forschern gelang es, die beiden Arten aus der Ferne mittels Robotik interagieren zu lassen. Während die Fische sich in der Schweiz befanden, summten die Bienen in Österreich. "Wir haben eine neue Brücke zwischen diesen beiden Gemeinschaften geschaffen, die es ihnen ermöglicht hat, etwas von ihrer Dynamik auszutauschen", sagt Frank Bonnet, Forscher der MOBOTS-Gruppe. Diese Einheit, die Teil des Biorobotik-Labors (BIOROB) ist, hat sich auf die Entwicklung von Robotern spezialisiert, die in der Lage sind, sich unter eine Gruppe von Tieren zu mischen und ihr Verhalten teilweise zu beeinflussen.

Es wurden Versuche mit Schaben, Küken und in jüngster Zeit auch mit einer Gruppe von Fischen durchgeführt. Ein kleiner "Spion"-Roboter, der in die Gruppe eingeführt wurde, schaffte es, die Fische davon zu überzeugen, im kreisförmigen Aquarium in eine bestimmte Richtung zu schwimmen. Anknüpfend an dieses Experiment wollten die Forscher einen Schritt weitergehen. Diesmal brachten sie den gleichen Roboter und seine Fischgruppe mit einem Labor in Graz, Österreich, in Kontakt. In dem Grazer Labor leben Bienen auf einer Art Plateau, das mit mehreren festen "Roboterpollern" ausgestattet ist. Um diese Poller sammeln sich die Insekten, einem natürlichen Reflex folgend.

Ein Blick auf den Hurrican

An die beiden Tiergruppen werden jeweils artspezifische Signale gesendet. Bei dem kleinen Fischroboter sind sie von morphologischer Natur - Formen, Farben, Streifen, die auf einem Köder abgebildet werden - aber auch Verhaltensweisen wie Beschleunigungen, Vibrationen oder Schwanzbewegungen. Bei den Bienen sind die von den Pollern gesendeten Signale hauptsächlich Vibrationen, Temperaturschwankungen und Luftstöße. In beiden Gruppe reagieren zunächst die Individuen jeweils auf diese Signale, und bilden im weiteren Verlauf ein kollektives Verhalten aus. Wobei sich die Fische für eine Schwimmrichtung und die Bienen für einen Poller entscheiden. Diese Gruppendynamik, die aus der jeweiligen Population heraus zum Ausdruck kommt, wird von dem Roboter aufgezeichnet und an den Signalgeber der jeweils anderen Gemeinschaft gesendet. Diese Population übersetzt die Signale dann in ein für die eigene Spezies typisches Verhalten.

Nach dem Start des Experiments begannen die beiden Gruppen mithilfe der Roboter und über eine Entfernung von fast 700 Kilometern miteinander zu "diskutieren". Zuerst eher chaotisch, führte der Austausch allmählich zu einer gewissen Koordination, die schließlich nach 25 Minuten in einem synchronisierten Verhalten endete: Die Fische schwammen gegen den Uhrzeigersinn, und die Bienen versammelten sich alle um einen der beiden Poller, die ihnen vorgeschlagen wurden.

Dabei tauschten die beiden Arten sogar ein wenig von ihren Eigenschaften aus, wobei die Bienen begannen, sich etwas unkoordinierter und langsamer zu sammeln als normal, und die Fische sich eher stärker gruppierten, als sie es auf natürliche Weise tun würden", so Frank Bonnet.

Für Robotiker ist dieses Experiment interessant, da es ihnen Aufschluss darüber gibt, wie biologische Signale erfasst und dann von einer Maschine optimal übersetzt werden können. Für Biologen wiederum bietet die Methode ein besseres Verständnis des Verhaltens von Tieren und im Allgemeinen des Funktionierens von Wechselwirkungen innerhalb von Ökosystemen. Auf lange Sicht könnten diese Entwicklungen eine Überwachung der Umwelt durch die Nutzung der bemerkenswerten sensorischen Eigenschaften von Tieren ermöglichen.

Ein praktischer Nutzen könnte zum Beispiel darin bestehen, Vögel von Flughäfen abzuhalten oder um bestäubende Insekten auf eher ökologische Kulturen zu verweisen und von Pestiziden fern zu halten.  

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