Insekten mit Drohnen erforschen
Freiburg, 17.10.2024
Ein Team der Universität Freiburg hat eine Drohne gebaut, die Bienen über eine Strecke von mehr als 100 Meter verfolgen und filmen kann. Die Daten sollen Informationen über das Verhalten von Insekten in ihrer natürlichen Umgebung liefern. Dafür entwickelten die Forschenden eine neue Tracking-Technologie.
Eine landende Hummel (Bombus terrestris), fotografiert mit Fast Lock-On Verfolgung. Der Reflektor, mit dem die Biene verfolgt wurde, ist auf ihrem Rücken zu sehen. Foto: Straw Lab, Universität Freiburg
Unser Verständnis davon, wie Insekten sich in ihrer natürlichen Umgebung verhalten, ist stark begrenzt. Das liegt unter anderem an technologischen Schwierigkeiten bei dem Versuch, die Bewegungen etwa von Bienen nachzuverfolgen und aufzunehmen. Ein Forschungsteam der Universität Freiburg um den Neuro- und Verhaltensbiologen Prof. Dr. Andrew Straw hat hierzu jetzt eine neue Technologie entwickelt: Mithilfe dieses „Fast Lock-On (FLO) Tracking“ kann zum Beispiel eine Drohne eine Biene verfolgen und Hochgeschwindigkeits-Videos von ihr aufnehmen.
„Jeder, der schon einmal versucht hat zu beobachten, was eine Biene tut, nachdem sie eine Blüte verlassen hat, der weiß, wie herausfordernd diese Aufgabe ist“.
Prof. Dr. Andrew Straw
Professor für Neuro- und Verhaltensbiologie, Universität Freiburg
„Jeder, der schon einmal versucht hat zu beobachten, was eine Biene tut, nachdem sie eine Blüte verlassen hat, der weiß, wie herausfordernd diese Aufgabe ist“, sagt Straw. Ihre Neuentwicklungen beschreiben die Wissenschaftler*innen in der Fachzeitschrift Science Robotics.
Eine mit Bienenortung ausgestattete Drohne verfolgte eine Biene über eine große Entfernung bei ihrer minutenlangen Futtersuche. Oben links: Kartenansicht von Biene (weiß) und Drohne (gelb). Oben in der Mitte: Ansicht des Piloten mit der Bildschirmanzeige, die den Standort der Biene anzeigt (weißer Pfeil). Unten: Ansicht der Fast-Lock-On-Tracking-Kamera. Foto: Straw Lab, Universität Freiburg
Vielseitiges FLO-Tracking
Beim FLO-Tracking richtet sich ein Bildsensor auf einen retroreflektierenden Marker aus, der an einem Insekt befestigt ist. Mit paraxialer Infrarotbeleuchtung kann eine einfache Bildverarbeitung das Insekt in wenigen Millisekunden lokalisieren.
Die vielseitige FLO-Technologie kann gut in Kombination mit anderen Komponenten eingesetzt werden: Mit einem FLO-System auf einer Quadcopter-Drohne gelang es den Wissenschaftler*innen bereits, eine fliegende Honigbiene in freier Wildbahn minutenlang über eine Strecke von mehr als 100 Meter zu verfolgen, ihre Flugbahnen aufzuzeichnen und hoch aufgelöste Zeitlupen-Videos ihres Verhaltens aufzunehmen.
Faktenübersicht
- Originalpublikation: Vo-Doan, T. Thang, Titov, Victor V., Harrap, Michael J. M., Lochner, Stephan, Straw, Andrew D. (2024): High-resolution outdoor videography of insects using Fast Lock-On tracking. Science Robotics. Vol. 9, No. 95. DOI: 10.1126/scirobotics.adm7689
- Prof. Dr. Andrew Straw ist Professor für Neuro- und Verhaltensbiologie an der Fakultät für Biologie der Universität Freiburg.