Die EU entwickelt Roboter mit biologischen Sensoren zur Überwachung der aquatischen Biodiversität.

Ein von der Europäischen Union finanziertes Projekt kombiniert lebende Organismen, künstliche Intelligenz und Robotik, um die Wasserqualität und die Auswirkungen des Klimawandels auf die Ökosysteme in Echtzeit zu überwachen.

Ein von der Europäischen Union finanziertes Projekt entwickelt eine neue Generation von biohybriden Robotern, die lebende Organismen als Sensoren nutzen, um die aquatische Biodiversität und die Wasserqualität zu überwachen und eine Alternative zu traditionellen Analysemethoden zu bieten. Die Initiative, genannt BioDiMoBot, kombiniert Biologie, Ingenieurwesen und künstliche Intelligenz, um in Echtzeit zu beobachten, wie Ökosysteme auf Umwelt- und Klimaveränderungen reagieren.

Kurz gesagt 1. Das Projekt BioDiMoBot entwickelt biohybride Roboter, die lebende Organismen als Sensoren verwenden.

2. Die Systeme überwachen in Echtzeit die Biodiversität und die Wasserqualität.

3. Die Technologie kombiniert künstliche Intelligenz, optische Sensoren und biologische Reaktionen.

4. Die Methode bietet eine kostengünstigere und kontinuierlichere Alternative zur klassischen Überwachung.

5. Die Tests wurden unter realen Bedingungen in Europa und in arktischen Regionen durchgeführt.

Das Projekt geht von den Grenzen der aktuellen Methoden zur Überwachung aquatischer Ökosysteme aus, die hauptsächlich auf technischen Sensoren und chemischen Laboranalysen basieren, die punktuell und mit hohen Kosten durchgeführt werden. Diese Methoden liefern präzise Daten für einzelne Parameter, erfassen jedoch nicht immer die komplexen biologischen Reaktionen, die den tatsächlichen Zustand der Ökosysteme widerspiegeln.

BioDiMoBot schlägt einen anderen Ansatz vor, bei dem lebende Organismen direkt in die Überwachungssysteme integriert werden. „BioDiMoBot wurde entwickelt, um diese Einschränkungen zu überwinden, indem biohybride Systeme entwickelt werden, die lebende Organismen als Detektionselemente nutzen und bestehende Technologien mit biologisch integrierten, kostengünstigen und skalierbaren Lösungen ergänzen“, erklärte die Projektkoordinatorin, Biologin Wiktoria Teresa Rajewicz.

Die entwickelte Technologie kombiniert optische und elektronische Sensoren mit aquatischen Organismen, die auf Umweltveränderungen reagieren. „Biohybride Sensoren kombinieren die Empfindlichkeit lebender Organismen mit der Robustheit elektronischer Systeme“, erklärte Rajewicz. „In Verbindung mit optischen und elektronischen Lesegeräten ermöglichen sie uns, automatisch Verhaltens- und physiologische Reaktionen auf verschiedene Stressfaktoren aufzuzeichnen und diese in Echtzeit in Form von digitalen Daten zu übermitteln.“

Ein konkretes Beispiel ist das Modul, das auf Daphnien basiert, kleinen aquatischen Organismen, die als Wasserflöhe bekannt sind. Das System umfasst ein Gehäuse, in dem diese Organismen dem Wasserfluss ausgesetzt sind, während eine Kamera und ein Computer ihr Schwimmverhalten analysieren. Veränderungen in den Bewegungsmustern liefern Informationen über die Wasserqualität und die kombinierten Auswirkungen von Umweltstoffen.

Die entwickelten Systeme können kontinuierliche Datenströme erzeugen, die frühe Anzeichen der Degradierung von Ökosystemen identifizieren und langfristige ökologische Trends hervorheben. Laut den Forschern können diese Daten zur Bewertung der Auswirkungen des Klimawandels, zur Entwicklung von adaptiven Managementstrategien und zur Ausrichtung von Naturschutzpolitiken beitragen.

Das Projekt wurde sowohl unter kontrollierten Laborbedingungen als auch in natürlichen Umgebungen getestet, einschließlich in Seen in Österreich, lokalen Teichen und Küstengebieten in Grönland. Die vorläufigen Ergebnisse zeigen, dass die biohybriden Systeme zuverlässig über längere Zeiträume funktionieren können und relevante biologische Reaktionen auf Umweltveränderungen erfassen können.

Die Forscher betonen, dass der Hauptvorteil dieses Ansatzes die Fähigkeit ist, Ökosysteme kontinuierlich und integriert zu beobachten, ohne häufige menschliche Eingriffe. „Durch die Möglichkeit, kontinuierlich in Echtzeit zu beobachten, ohne häufige Eingriffe, bieten autonome biohybride Systeme ein ganzheitlicheres und besser kalibriertes Verständnis des Gesundheitszustands von Ökosystemen und aquatischer Biodiversität“, sagte Rajewicz.

Das Projekt BioDiMoBot ist Teil der Bemühungen der Europäischen Union, fortschrittliche Technologien zur Überwachung der Umwelt zu entwickeln und die Politiken zu unterstützen, die sich mit Klimawandel und Biodiversität befassen. Traditionelle Überwachungsmethoden werden schrittweise durch Lösungen ersetzt, die auf künstlicher Intelligenz, Automatisierung und der Integration biologischer Daten basieren.

Die Integration lebender Organismen in technologische Systeme spiegelt eine aufkommende Richtung in der europäischen Forschung wider, in der Technologie nicht nur die Umwelt misst, sondern auch versucht, die Art und Weise zu reproduzieren, wie sie von den Organismen, die in ihr leben, wahrgenommen wird. In diesem Kontext können Projekte wie BioDiMoBot zur Entwicklung präziserer und effizienterer Systeme zum Schutz von Ökosystemen und zur Anpassung an den Klimawandel beitragen.

https://2eu.brussels/ro/stiri/ue-dezvolta-roboti-cu-senzori-biologici-pentru-monitorizarea-biodiversitatii-acvatice