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Wenn Bienen-Roboter tanzen (Archiv)
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Archiviert: 15.08.2010 Er gehört zu den großen Geheimnissen der tierischen Kommunikation: der Bienentanz. An der Freien Universität Berlin wird nun versucht, ihm mit Hilfe eines winzigen Roboters auf die Spur zu kommen. Glückt das Experiment, folgen die Bienen dem Tanz ihres künstlichen "Artgenossen".
Tim Landgraf, Informatiker an der FU Berlin |
Mit prüfendem Blick fährt Tim Landgraf einen Alurahmen vor seinen Versuchsbienenstock. In dem Rahmen steckt ein dünnes Gestänge, Kabel führen zu einem Kontrollelement, das an einen Joystick erinnert. An der Spitze des Gestänges hängt ein lebensgroßes Bienenmodell aus Plastik. Im Bienenstock vor dem Rahmen wuseln 2.000 schwarz-gelb geringelte Insekten hinter einer durchsichtigen Plexiglasscheibe, in der sich ein kleines verschlossenes Fenster befindet. Vorsichtig öffnet Landgraf die Klappe, schlagartig scheint das Summen der Bienen lauter zu werden, doch die Tiere bleiben ruhig in dem abgedunkelten Raum. "Keine Sorge, die fliegen nicht wild umher", beruhigt der Informatiker. "Es sei denn, jemand hat sich die Haare mit Fruchtshampoo gewaschen..."
Das Versuchslabor befindet sich in einem kleinen Gartenhäuschen auf dem Gelände der Freien Universität Berlin. Hier arbeitet Landgraf an einem ehrgeizigen Projekt: der "RoboBee", einer Roboter-Biene. Mit ihrer Hilfe soll eines der großen Mysterien der tierischen Kommunikation enträtselt werden: Wie funktioniert der Bienentanz? Wissenschaftler wissen mittlerweile, dass im Bienentanz Richtung und Entfernung einer Futterquelle mitgeteilt werden: Je länger die Biene tanzt, umso weiter weg befindet sich der Nektar. Wie dieses Tanzen aber genau gelesen wird, muss noch geklärt werden.
Sprechen Sie bienisch?
Honigbienen haben eine besonders elegante Form der Sprache entwickelt. Hat eine Arbeiterin eine Futterquelle entdeckt, "erzählt" sie tanzend im Stock davon. Ihr Rund- oder Schwänzeltanz zeigt Richtung und Entfernung an - ein interaktives Spezial.
http://www.planet-wissen.de/wissen_interaktiv/bienentanz.jsp
Umfangreiche Vorexperimente
Zu diesem Zweck hat der Doktorand gemeinsam mit seinem Team die künstliche Robo-Biene entwickelt. Sie tanzt ihren realen Artgenossen einen Tanz vor – fliegen die echten Bienen daraufhin zu einer vorher aufgestellten Futterquelle außerhalb des Labors, ist das Experiment geglückt.
Was einfach klingt, benötigte umfangreiche Vorarbeiten. Seit Mai 2007 besteht das "RoboBee"-Projekt, das von Beginn an interdisziplinär angelegt wurde: Gemeinsam initiierten es Raúl Rojas, Professor für Künstliche Intelligenz, und Prof. Randolf Menzel, Leiter des neurobiologischen Instituts der FU Berlin.
Von den Biologen erhielt Tim Landgraf die neuesten Erkenntnisse zum Bienentanz - mit ihrer Hilfe programmierte er die Bewegungen der "RoboBee". 2008 gab es den ersten Prototypen, 2009 begannen dann die Vorversuche, in denen die künstliche Biene immer feiner auf die echten Bienen abgestimmt wurde. "Wir mussten erst einmal herausfinden, welche Temperatur unser Roboter haben soll, wie er riechen darf und aus welchem Material er sein kann", berichtet Landgraf. "Silikon mochten die Bienen zum Beispiel nicht, da hatten wir innerhalb kurzer Zeit zwei Stiche."
Das aktuelle Modell der "RoboBee" besteht aus Plastik, ein Heizelement erwärmt den PVC-Körper auf 40 Grad. Das ist die Temperatur, die eine echte Biene beim Tanzen hat. Am vorderen Ende des Körpers befindet sich außerdem das Stück eines Strohhalms, in dem eine Manschette mit zwei Flügeln steckt – denn auch die Luftbewegungen, die die schwingenden Flügel einer Biene erzeugen, können von Bedeutung sein. Außerdem trägt der Roboter kleine Kameras, mit denen er die Bewegungen um sich herum aufzeichnet. Sieht Landgraf auf dem Monitor seines Computers eine Biene, ist er in der Lage zu stoppen und auszuweichen - ein entscheidender Fortschritt wie er erklärt. "Als der Roboter noch nicht ausweichen konnte, sind die Bienen aggressiv geworden."
Kein tanzendes Möbelstück
Mit einem Knopfdruck startet Landgraf das Experiment: Die "RoboBee", die nun im Bienenstock steckt, fängt an, sich um die eigene Achse zu drehen, wild vibriert ihr Körper – ganz so wie bei ihren echten Vorbildern, wenn diese ihrem Stock eine Futterquelle anzeigen wollen. Doch die Bienen sind an diesem Tag wenig interessiert: Zwar greifen sie die "RoboBee" nicht an, befühlen will sie allerdings auch keiner. Andere Experimente verliefen da erfolgreicher: "Die Bienen haben bereits mit einem Rüsselreflex auf den Roboter reagiert, das hat vorher bei noch niemanden geklappt", erzählt Landgraf. "Das heißt, dass sie den Roboter nicht als tanzendes Möbelstück sehen."
Wirklich erfolgreich ist das Projekt "RoboBee", wenn die echten Bienen dem Tanz des Roboters folgen und zu einer der draußen aufgestellten Futterquellen fliegen. "Es geht darum, die fehlende Information zu finden, die dafür entscheidend ist", führt Landgraf aus. "Das kann der Duft sein, es kann aber auch die Temperatur, der Luftstrom beim Flügelschlag oder ein ganz anderer Reiz sein." Da Kritiker der Theorie zum Bienentanz sagen, dass einzig und allein der Duft die Bienen führe und der Tanz keine weiteren Informationen enthalte, experimentiert Landgraf mit zwei Futterquellen: Einer bedufteten und einer ohne Duft.
Was kann der Roboter wirklich?
Bis Mai 2011 ist die Finanzierung für das Projekt gesichert. "Dann wissen wir wirklich, was der Roboter kann", hofft Landgraf. Seine anfänglichen Berührungsängste vor den stechenden Insekten hat er in den vergangenen Jahren abgelegt. "Am Anfang trug ich immer einen Imker-Anzug", erinnert er sich. Doch die Bedienung des Roboters sei mit Handschuhen schwierig gewesen. Mit Fruchtshampoo wäscht er sich die Haare allerdings nicht mehr.
Alice Lanzke, 16.07.2010
Thema: Maschinen und Geräte
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