Seit über einem Jahrzehnt ist in vielen Regionen der Welt ein rätselhaftes Bienensterben zu beobachten. Zwischen 2006 und 2017 lag die jährliche Verlustrate von Honigbienen in Europa bei nahezu 30 Prozent. Die Gründe hierfür sind bis jetzt nur ansatzweise erforscht. Ein Start-up aus Karlsruhe analysiert nun mit Hilfe Künstlicher Intelligenz, wie es um das Wohl von Bienenvölkern steht und liefert Daten für den lokalen Erhalt der Biodiversität.

Katherina Schmidt hat sich in ihrer Freizeit viel mit Insekten beschäftigt; eines ihrer Hobbies ist die Imkerei. Bereits als Jugendliche fragte sie sich, wie es zum weltweiten Bienensterben kommen konnte. Während ihres Studiums beschloss sie, dies wissenschaftlich zu untersuchen. „Wenn man ein komplexes System nicht versteht, muss man zunächst einmal möglichst viele Informationen darüber bekommen“, so die Absolventin der Betriebswirtschaft.

Zusammen mit zwei Studienfreunden – dem Informatiker Frederic Tausch und dem Elektrotechniker Matthias Diehl – gründete sie 2018 das Start-up apic.ai. Der Unternehmensname ist ein Wortspiel: Apis ist der lateinische Name für Honigbiene, Pic das umgangssprachliche englische Kürzel für Bild.

Totale Überwachung eines Bienenstocks

Und so funktioniert der Ansatz von apic.ai: Eine Messapparatur wird am Zugang eines Bienenstocks angebracht. Eine Hochleistungskamera, die bis zu 40 Bilder pro Sekunde erzeugen kann, filmt die Bienen beim Einfliegen und Verlassen ihres Stocks. Die Aufnahmen werden mit Hilfe eines Algorithmus ausgewertet, der anhand neuronaler Netze auf die Erkennung bestimmter Merkmale der Biene trainiert wurde. Das System misst dabei unter anderem Menge und Art der Pollen, die von den Bienen in den Stock verbracht werden – ein wichtiger Indikator für die Nahrungsverfügbarkeit vor Ort. Zudem lässt sich aus den Daten der Gesundheitszustand der Tiere ermitteln, ebenso ein möglicher Befall mit Milben und – durch die Differenz der ein- und ausfliegenden Bienen – der Verlust an Individuen.

Die Künstliche Intelligenz soll auch erkennen, wenn der Schwarm kurz vor dem Schwarmtrieb steht – also bereit ist, sich zu teilen, den Stock zu verlassen und ein neues Zuhause zu suchen. Imker, die apic.ai nutzen, können auf ihrem Smartphone in Echtzeit verfolgen, wie es um ihre Bienen steht. So werden sie zum Beispiel per App alarmiert, wenn sich der gesundheitliche Zustand ihrer Völker verschlechtert. Dadurch könnte das Bienensterben aufgehalten oder zumindest verlangsamt werden.

Neue Wege in der Landwirtschaft und Städteplanung

In Rahmen eines Pilotprojekts sind mittlerweile 48 Bienenstöcke in und um Karlsruhe mit der entsprechenden Sensortechnik ausgestattet. Unterstützt wird das Start-up dabei von regionalen Partnern wie den Stadtwerken Ettlingen, der IT-Firma Aunovis und der Baugenossenschaft Ardensia eG sowie durch einige Förderprogramme.

Ziel ist unter anderem, eine interaktive Karte zur lokalen Biodiversität zu erstellen. Landwirte könnten auf Basis der gesammelten apic.ai-Informationen Blühstreifen anlegen oder ihren Pestizid-Austrag überdenken. Städteplaner können Industrie- und Wohnanlagen ökologisch noch sinnvoller konzipieren.

Möglicherweise lässt sich das Bienensterben in der Region Karlsruhe – und später auch anderswo – dank Künstlicher Intelligenz in naher Zukunft einbremsen.