- Miniatur‑RFID erlaubt die individuelle Erfassung von Flugbewegungen und Rollenverteilung einzelner Bienen.
- Microsensys' mic3 Q1.6 ist extrem klein und leicht, um die Flugfähigkeit kaum zu beeinträchtigen.
- Ein Ökosystem aus BLE‑Sensoren, Gateways und Cloud analysiert Temperatur, Feuchte, Neigung und Aktivität im Stock.
- Daten aus RFID und Sensorik liefern frühzeitige Hinweise auf Parasitenbefall, Pestizidwirkung und klimatische Belastungen.
Warum sind Bienen unverzichtbar – und warum brauchen wir neue Messmethoden?
Imker und Forscher stehen seit Jahrzehnten vor einer Herausforderung: Das Verhalten einzelner Bienen im Stock und im Feld präzise zu erfassen. Klassische Beobachtungsmethoden stoßen an Grenzen – die Zahl der Individuen ist zu hoch, das Verhalten zu komplex und viele Prozesse laufen unsichtbar im Inneren des Bienenstocks ab.
Die Kombination aus traditioneller Bienenverhaltensforschung und Hightech-Sensorik eröffnet neue Perspektiven. Damit entsteht ein hochauflösendes Bewegungs- und Verhaltensprofil einzelner Bienen. Das Ziel ist, die Belastungen für Bienenvölker besser zu verstehen – und langfristig wirksame Strategien gegen das Bienensterben zu entwickeln.
Ohne Bienen keine Bestäubung: Welche Risiken bedrohen Bienenvölker?
Ohne Bienen keine Landwirtschaft. Rund 80 Prozent aller Blütenpflanzen sind auf die Bestäubung durch Bienen angewiesen. Gleichzeitig stehen Bienenvölker weltweit massiv unter Druck: Pestizide, eingeschleppte Parasiten wie die Varroamilbe, Klimawandel und schwindende Lebensräume schwächen die Populationen.
Forscherinnen und Forscher suchen deshalb nach Wegen, das Verhalten der Bienen besser zu verstehen – und stoßen dabei auf ein Problem: Bienen sind klein, schnell und unvorstellbar zahlreich. Klassische Beobachtungsmethoden stoßen hier schnell an Grenzen.
Warum sterben die Bienen? Faktoren, Zusammenwirken, Konsequenzen
Das Bienensterben ist ein Zusammenspiel mehrerer Faktoren. Pestizide wie Neonikotinoide schwächen Orientierung, Fruchtbarkeit und Immunsystem. Parasiten wie die Varroamilbe übertragen zusätzlich Viren und Krankheiten. Klimawandel mit verschobenen Blühzeiten und Extremwetter stört den Nahrungsrhythmus, während intensive Landwirtschaft und Flächenversiegelung Lebensräume zerstören. Keiner dieser Faktoren allein erklärt das Sterben – erst ihr Zusammenwirken macht es so bedrohlich.
Miniaturisierung als Durchbruch: Wie Microsensys RFID für Insekten möglich machte
Der entscheidende Schritt für den Einsatz in der Bienenforschung war die Miniaturisierung von Transpondern. Microsensys entwickelte bereits in den 1990er Jahren die weltweit ersten RFID-Chips in Millimetergröße, die mit ihrem geringen Gewicht und kompakten Bauform auch an sehr kleinen Objekten befestigt werden können.
Während herkömmliche Transponder zu groß und schwer waren, eröffnete diese Miniaturisierung völlig neue Anwendungsszenarien – unter anderem in der Tier- und Insektenforschung.
Bienenforschung mit Miniaturtranspondern: Wie entstehen Bewegungsprofile einzelner Bienen?
Die Bienenforschung hat in Deutschland wichtige Fortschritte erzielt, das Bienensterben aber nur teilweise eingedämmt. Besonders bei der Varroa-Bekämpfung gibt es Erfolge: Biotechnische Verfahren wie Brutentnahme, Wärmebehandlung oder optimierte Säureanwendungen senken die Verluste durch den Hauptparasiten.
Langzeitprojekte wie das Deutsche Bienenmonitoring liefern zudem wertvolle Daten zu Krankheiten, Pestiziden und Völkerverlusten, die gezielte Gegenmaßnahmen ermöglichen. Auch die Zucht robusterer Bienen mit höherer Toleranz gegenüber Parasiten und Klimaschwankungen schreitet voran.
Trotz dieser Verbesserungen – etwa geringere Winterverluste als noch in den 2000er-Jahren – bleibt die Lage angespannt.
Genau hier setzt moderne Sensortechnologie an: Mit RFID- und miniaturisierten Transpondern von Herstellern wie Microsensys können Wissenschaftler das Verhalten einzelner Bienen präzise erfassen, Bewegungsprofile erstellen und Veränderungen in Echtzeit analysieren. RFID erzeugt ein hochauflösendes Bewegungs- und Verhaltensprofil der getaggten Bienen. So lassen sich Störungen durch Parasiten, Chemikalien oder Wetterextreme schneller identifizieren und mit den Erkenntnissen aus der klassischen Forschung verbinden.
Technologische Umsetzung in der Praxis: UHF (868 MHz) mit induktiver Kopplung
Drei Aspekte sind dabei zentral:
UHF-Technologie (868 MHz) mit induktiver Kopplung für kurze Distanzen und präzise Erkennung.
Extrem kleine Bauformen, die die Flugfähigkeit nicht beeinträchtigen.
Robuste Datenerfassung durch Lesegeräte an Stockeingängen, die Bewegungen automatisch registrieren und speichern.
Diese Kombination macht RFID zu einem unverzichtbaren Werkzeug für Forschung und Monitoring.
Was dokumentiert RFID konkret? Flugfrequenz, Sammelverhalten, Frühindikatoren
Die Erfassung per RFID liefert strukturierte und reproduzierbare Daten – eine unverzichtbare Grundlage für wissenschaftliche Forschung. Dokumentiert werden dabei unter anderem die Flugfrequenz und die Dauer einzelner Sammelflüge, ebenso wie der Einfluss von Umweltfaktoren wie Temperatur, Pestiziden oder Parasiten. Auch Sterblichkeitsraten und frühe Anzeichen für Krankheiten lassen sich so zuverlässig erfassen.
Darüber hinaus geben die Daten Aufschluss über die Rollenverteilung innerhalb des Schwarms. Diese Informationen bilden die Basis für ökologische Studien, die Bestäubungsforschung sowie für ein kontinuierliches Gesundheitsmonitoring der Bienenvölker.
Produktfokus: mic3 Q1.6 – einer der kleinsten RFID-Transponder weltweit
Die neue Generation der Mini-Transponder mic3 Q1.6 ist einer der kleinsten RFID-Transponder der Welt. Mit einer Größe von 1.6 x 1.6 x 0.4 mm wurde der Transponder speziell für die Identifizierung von Bienen und anderen Kleintieren mit weltweit eindeutiger ID entwickelt. Mit einem Gewicht von weniger als 2 Milligramm beeinträchtigen die winzigen Transponder die Bewegungsfreiheit der Tiere kaum. Gleichzeitig wurde die Empfindlichkeit deutlich erhöht, sodass eine präzise Lesbarkeit selbst bei schnellen Bewegungen gewährleistet ist.
Optimierte Antennendesigns sorgen trotz der minimalen Abmessungen für zuverlässige Reichweiten, während eine hohe Robustheit gegenüber wechselnden Umweltbedingungen den Einsatz im Außengebrauch absichert. Dank dieser Spezifikationen positioniert sich Microsensys als führender Anbieter extrem kompakter RFID-Systeme für den Forschungsbereich.
Ökosystem von Microsensys: TELID 710, TELID 730, TELID 780, iID Gateway und iID cloud
Hinweis: Die früheren RFID-Sensoren wurden abgelöst durch Sensor-Beacons.
Was sind Beacons?
Beacons sind kleine BLE-Funksender, die in kurzen Intervallen Datenpakete aussenden. Sie funktionieren ohne Kopplung und werden von Gateways oder Smartphones empfangen (energieeffizient, Reichweite im Meterbereich). Mit integriertem Sensor übertragen sie zusätzlich Messwerte wie Temperatur, Feuchte oder Neigung.
TELID 710, TELID 730 und TELID 780 dienen der Erfassung von Temperatur, Feuchte und Aktivität im Bienenstock und der drahtlosen Übertragung an Smartphones oder Gateways.
TELID 710 (honeycomb) – BLE-Temperatursensor und Identifikationsbeacon mit kleinem externen Temperatursensor; lässt sich flexibel platzieren, z.B. in Bienenwaben und Brutkästen.
TELID 730 – BLE-Feuchtigkeitssensor zur Messung der Luftfeuchte; bewährt in Umgebungen mit sensiblen Klimaanforderungen (z.B. Bienenstock, Gewächshäuser, Museen, Lager).
TELID 780.i – BLE-Neigungssensor für präzise 2D-Neigungsmessungen; Batterielaufzeit bis zu fünf Jahre dank integrierter Hochleistungs-Lithiumbatterie; ideal zur Erfassung von Aktivität/Neigungsänderungen am Stock.
iID Gateway, z.B. iID Industry 0906 BLE, übermittelt die erfassten Daten zuverlässig an ein nachgelagertes Cloud-System.
iID cloud: Die gesammelten Daten werden automatisch an einen cloudbasierten Dienst übertragen, dort über ein Web-Interface visualisiert, und das Sens4Bee-Alarmsystem informiert im Fall von Auffälligkeiten.
Sens4Bee erklärt: Sensorik im Stock und Technologiestudie „auf der Biene“
Im Bienenstock integrierte, drahtlose RFID-Sensoren
Im Mittelpunkt stehen drahtlose RFID- und BLE-Sensoren, die im Bienenstock integriert werden können. Basierend auf einem durchdachten Energiekonzept arbeiten die batteriebetriebenen Sensoren lange Zeit energieautark und erfassen Daten zu Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Vibrationen und Flugaktivität. Diese Daten werden anschließend in Cloudlösungen übertragen und ausgewertet, um Rückschlüsse auf den Gesundheitszustand des Bienenvolkes zu ermöglichen.
Technologiestudie: winzige Sensoren direkt auf der Biene
Ebenso wurden als Technologiestudie winzige RFID-Sensoren und -Transponder entwickelt, die direkt auf einzelne Bienen aufgebracht werden können. Ausgestattet mit integrierten Mikrobatterien und Solarzellen arbeiten die Sensoren energieautark und erfassen Daten zu Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Vibrationen und Flugaktivität. Die Mikrobatterien werden hierbei über Energy-Harvesting wieder aufgeladen.
Konsortium und Förderung
Federführend wird das Projekt von Microsensys und dem UFZ – Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung umgesetzt, in enger Kooperation mit dem Fraunhofer IZM und unterstützt durch das Julius-Kühn-Institut.
Ziel ist es, innovative und tierindividuelle Sensorik für die Überwachung der Bienengesundheit und für das Umweltmonitoring bereitzustellen. Mehr Infos finden Sie auf der Webseite von microsensys.
Fazit: Warum Miniatur-RFID die Bienenforschung auf das nächste Level hebt
Miniatur-RFID verschiebt die Messlatte in der Bienenforschung: Von groben Beobachtungen hin zu individuellen, datenbasierten Erkenntnissen – direkt am Flugloch, im Stock und am einzelnen Tier. Mit mic3 Q1.6 und dem Sens4Bee-Ansatz positioniert sich Microsensys als Schrittmacher eines Forschungsfeldes, das für Landwirtschaft, Biodiversität und Ernährungssicherheit zentrale Bedeutung hat.
