„Überwachung ohne Angst“: Wie fischförmige Roboter die präzise Aquakultur vorantreiben

Ein Roboter, der sich unter Fischen versteckt, beginnt leise die Zukunft der Aquakultur zu schwimmen

Wenn man an einen Roboter denkt, der Fischfarmen unter Wasser inspiziert, stellen sich viele Menschen vielleicht eine maschinenähnliche Mini-U-Boot vor. Ein Gerät, das mit Propellern angetrieben wird, mit Licht beleuchtet und mit einer Kamera den Zustand der Netze und Fische überprüft.

Doch im Mittelpunkt des Interesses steht diesmal ein roboter, der "fischähnlicher" ist.

Das Experimentiergerät "UJIFISH-I", entwickelt vom Zentrum für Unterwasserroboter und Unterwassertechnologie CIRTESU an der Universitat Jaume I in Spanien, ist ein modularer, fischförmiger Roboter, der für die Inspektion von Netzen, die Überwachung der Wasserqualität und die Platzierung von Sensoren in Fischfarmen konzipiert ist. Das bemerkenswerteste Merkmal ist nicht nur seine fischähnliche Form. Er bewegt sich wie ein Fisch durch wellenförmige Bewegungen und versucht, stressverursachende Elemente wie Propeller oder starkes Licht zu reduzieren.

In der Aquakultur ist es unerlässlich, den Gesundheitszustand der Fische, Netzschäden, Wassertemperatur, gelösten Sauerstoff und Salzgehalt kontinuierlich zu überwachen. Wenn ein Netz ein Loch hat, entkommen die Fische. Wenn die Verschlechterung der Wasserqualität zu spät erkannt wird, kann dies zu Wachstumsstörungen oder Massensterben führen. Wenn jedoch die Inspektion selbst den Fischen Stress verursacht, ist das kontraproduktiv.

Traditionelle Unterwasserroboter oder Taucherinspektionen sind für Menschen effizient, aber für Fische eine Invasion von Fremdkörpern. Propellergeräusche, plötzliche Wasserströmungen, starkes Licht und die Bewegung sich nähernder Maschinen sind keine kleinen Reize für Lebewesen unter Wasser.

UJIFISH-I zielt darauf ab, diesen "Stress durch Überwachung" zu reduzieren. Der Roboter nähert sich nicht dem Fischschwarm, sondern integriert sich durch fischähnliche Bewegungen in die Umgebung. Er reduziert laute Geräusche und Turbulenzen und sammelt die notwendigen Informationen leise. Dies hat nicht nur Bedeutung für die Effizienz der Aquakultur, sondern auch aus Sicht des Tierschutzes und der Umweltbelastung.

Lernen von der Bewegung der Fische: Unterwasserroboter ohne Propeller

UJIFISH-I ist als biomimetischer, sogenannter bioinspirierter Roboter konzipiert. Der Antrieb erfolgt durch wellenförmige Bewegungen, die dem Schwimmen von Fischen ähneln. Dadurch können mechanische Geräusche, Wasserstörungen und physische Auswirkungen auf die Umgebung minimiert werden.

Der bei Unterwasserrobotern übliche propellerbetriebene Antrieb ist zwar strukturell relativ einfach und leicht zu steuern, erzeugt jedoch Geräusche und Turbulenzen. Wenn er sich in der Nähe von Zuchtfischen bewegt, kann dieser Reiz nicht ignoriert werden. Besonders in dichten Zuchtumgebungen kann das Fluchtverhalten der Fische oder die Störung des Schwarms selbst ein Stressfaktor sein.

UJIFISH-I versucht, durch die Integration von Form und Bewegung, die an ausgewachsene Fische angepasst sind, glattere Strömungseigenschaften zu erreichen. Ein Roboter, der wie ein Fisch schwimmt, ist nicht nur eine optische Inszenierung. Es ist auch eine ingenieurtechnische Antwort auf praktische Herausforderungen, wie man sich unter Wasser fortbewegt und wie wenig man die Umgebung stört.

Darüber hinaus ist ein Panoramavisionssystem mit einem Sichtfeld von 180 Grad integriert, das Unterwasserbilder erfassen kann. Die maximale Betriebstiefe beträgt 20 Meter. Der Bereich für die Fernsteuerung beträgt vertikal maximal 150 Meter und horizontal maximal 500 Meter. Die Kommunikation erfolgt über ein hybrides System, das sowohl Kabel als auch akustische Modems unterstützt, um den Bedingungen der Fischfarm gerecht zu werden.

Von der Netzinspektion über die Wassertemperaturmessung bis hin zur Sensorplatzierung

Wichtig bei der Verwaltung von Fischfarmen ist nicht nur, die Fische zu beobachten. Vielmehr ist es erforderlich, die gesamte Umgebung, die die Fische umgibt, zu verstehen.

UJIFISH-I ist mit Sensoren ausgestattet, die kontinuierlich die Wassertemperatur und die Tiefe messen. Darüber hinaus ist das Design so ausgelegt, dass zusätzliche Sensoren zur Messung von Salzgehalt, pH-Wert, gelöstem Sauerstoff und verschiedenen Gasen integriert werden können. Dies ist eher eine mobile Plattform zur Sammlung von Unterwasserdaten in Fischfarmen als ein einzelner Roboter.

Besonders hervorzuheben ist die Fähigkeit, Sensoren und Hilfskomponenten an bestimmten Orten zu transportieren und zu platzieren. Dadurch kann der Roboter nicht nur beobachten, sondern auch Messgeräte an den erforderlichen Stellen innerhalb der Fischfarm bereitstellen.

Wenn beispielsweise eine Veränderung der Wasserqualität in der Nähe eines Netzes vermutet wird, kann der Roboter dorthin fahren und zusätzliche Sensoren platzieren. Oder wenn ein Teil des Netzes beschädigt sein könnte, kann dies mit Panoramabildern überprüft werden. In Situationen, in denen das Tauchen für Taucher gefährlich ist, könnte der Roboter möglicherweise die Arbeiten ersetzen.

Das Forschungsteam hat die funktionale Machbarkeit des Roboters in Steuerungstests zur Netzinspektion, Fernsteuerung, Datenerfassung und Sensorplatzierung bestätigt. Auch die hohe Beweglichkeit und die Zuverlässigkeit der Zielerkennung wurden nachgewiesen.

Der große Trend der Präzisionsaquakultur

Hinter diesem Roboter steht der weltweite Trend zur "Präzisionsaquakultur".

In der Landwirtschaft hat sich die Präzisionslandwirtschaft, bei der Sensoren, Drohnen, KI und Satellitendaten zur genauen Verwaltung des Pflanzenzustands eingesetzt werden, bereits verbreitet. Auch in der Aquakultur wird versucht, das Verhalten der Fische, die Wasserqualität, die Fütterung, Krankheitsanzeichen und den Zustand der Netze durch Daten zu erfassen und so einen effizienteren und nachhaltigeren Betrieb zu ermöglichen.

Die Aquakultur gewinnt an Bedeutung für die weltweite Nahrungsmittelversorgung. Da es immer schwieriger wird, sich ausschließlich auf die natürliche Fischerei zu verlassen, ist die Ausweitung der Aquakultur für eine stabile Versorgung mit Meeresfrüchten unerlässlich. Gleichzeitig gibt es viele Herausforderungen, die gelöst werden müssen, wie Überbesetzung, Krankheiten, Abfälle, Futtermittel und die Auswirkungen entkommener Fische auf das Ökosystem.

Deshalb werden Technologien benötigt, die Fischfarmen genauer und mit geringerem Aufwand überwachen. Roboter wie der UJIFISH-I könnten einen Teil davon übernehmen.

Wichtig ist, dass "Automatisierung = Reduzierung menschlicher Arbeit" nicht der einzige Punkt ist. Unterwasserinspektionen sind für die Arbeiter gefährlich. Strömungen, schlechte Sicht, niedrige Temperaturen, Kontakt mit Ausrüstung, langwierige Arbeiten. Wenn diese Risiken durch Roboter ersetzt werden können, erhöht sich auch die Sicherheit der Menschen.

Gleichzeitig, wenn Fische auf eine weniger belastende Weise überwacht werden können, nähert sich die Aquakultur einer "ruhigeren Verwaltung". Unterwasserroboter können nicht nur Werkzeuge zur Effizienzsteigerung sein, sondern auch Werkzeuge zur Reduzierung von Stress bei Fischen und Umweltstörungen.

Reaktionen in sozialen Netzwerken und im Internet: Noch keine große Verbreitung, aber das Interesse liegt mehr auf der Praktikabilität als auf "Niedlichkeit"

Da der Artikel gerade erst veröffentlicht wurde, hat er sich in den sozialen Netzwerken noch nicht zu einer großen Diskussion entwickelt. Auf Phys.org sind zum Zeitpunkt der Veröffentlichung des Artikels kaum Kommentare oder Shares zu verzeichnen. Auf wissenschaftlichen Nachrichtenseiten und Aggregatoren wurde er jedoch bereits aufgegriffen, und auf Nachrichtenaggregationsseiten für den chinesischsprachigen Raum wurde er unter dem Titel "Roboterfisch inspiziert Netze und Wasserqualität und reduziert Stress in der Aquakultur" veröffentlicht.

Im spanischsprachigen Raum fällt die Verbreitung als lokale Medien- und universitätsbezogene Nachrichten auf. Auch auf Facebook ist zu sehen, dass spanische Radiosenderkonten dieses Thema teilen. Der Schwerpunkt der Reaktionen liegt eher auf der praktischen Frage, "wie man die Überwachung der Aquakultur sicher und umweltfreundlich durchführen kann", als auf auffälliger Zukunftstechnologie.

Auch auf Nachrichten-Websites für Bioengineering wird die Anzahl der Shares auf Facebook und X als Zähler auf den SNS-Share-Buttons angezeigt. Die Zahlen sind zwar kein großer Hype, aber als Fachnachrichten erreicht es bereits mehrere Lesergruppen, darunter Robotik, Aquakultur und Umweltbewusstsein.

Wenn sich diese Art von Technologie in den sozialen Netzwerken verbreitet, teilen sich die Reaktionen im Allgemeinen in zwei Gruppen. Die eine ist die Reaktion auf die visuelle Faszination, dass "fischförmige Roboter sich unter echte Fischschwärme mischen". Die andere sind Fragen zur Implementierung wie "Kann der Stress der Fische wirklich reduziert werden?", "Ist es die Kosten wert?" oder "Wie wird es geborgen, wenn es kaputt geht?".

Im derzeit überprüfbaren Bereich gibt es noch nicht viele detaillierte kritische Diskussionen wie letztere. Wenn diese Technologie jedoch näher an die praktische Anwendung heranrückt, werden in den sozialen Netzwerken sicherlich Themen wie Kosten, Haltbarkeit, Wartung, Datenmanagement und langfristige Auswirkungen auf Fische auftauchen.

Herausforderungen sind Autonomie, Betriebszeit, Kosten

UJIFISH-I ist ein vielversprechender Prototyp, aber kein fertiges Produkt, das sofort in Fischfarmen weltweit eingesetzt werden kann.

Das Forschungsteam selbst hebt die Verbesserung der Autonomie, der Betriebsdauer und der Sensorfähigkeiten als zukünftige Herausforderungen hervor. Insbesondere die Integration eines künstlichen Schwimmsacksystems für eine stabile Bewegung in tieferen Bereichen, also einer aktiven Auftriebskontrolle, ist ein zukünftiges Entwicklungsthema.

Für Unterwasserroboter sind Batterien und Kommunikation große Einschränkungen. Sie können nicht so einfach wie Luftdrohnen über Funk kommunizieren, sondern sind oft auf akustische Kommunikation oder Kabel angewiesen. Die Übertragung von Videodaten, die Positionskontrolle, die Vermeidung von Hindernissen und die sichere Bewegung in Fischschwärmen erfordern mehrere Technologien für die praktische Anwendung.

Für Aquakulturbetreiber ist die Kosten-Nutzen-Analyse wichtiger als die Neuheit der Technologie. Anschaffungskosten, Wartungskosten, Reparaturen im Falle eines Ausfalls, benötigtes Personal für den Betrieb und die Integration mit vorhandener Ausrüstung. Wenn diese nicht zur Praxis passen, wird sich selbst der beste Roboter nur schwer durchsetzen.

Selbst wenn die fischähnlichen Bewegungen kurzfristig den Stress reduzieren, ist es eine andere Frage, wie die Fische bei langfristigem Einsatz reagieren. Die Reaktionen könnten je nach Fischart unterschiedlich sein. Lachs, Brasse, Wolfsbarsch, Tilapia - die Ökologie und die Haltungsbedingungen der gezüchteten Fische sind vielfältig. Wie die Ergebnisse von Tests in Versuchstanks und Hafenanlagen auf tatsächliche Großfischfarmen ausgeweitet werden können, wird der Schlüssel zur Zukunft sein.

Je näher der Roboter den Fischen kommt, desto mehr wird auch die Verantwortung des Menschen in Frage gestellt

Fischförmige Roboter sind optisch ansprechend. Die Maschinen, die unter Wasser schwimmen, wirken futuristisch und irgendwie humorvoll. Doch ihr Wesen ist ziemlich realistisch.

Es geht darum, wie man die Produktionsstätten für Lebensmittel nachhaltig gestalten kann. Menschen züchten Fische und nutzen sie als Nahrungsmittel. In diesem Prozess, wie schützt man die Gesundheit der Fische? Wie reduziert man die Umweltbelastung? Wie sichert man die Sicherheit der Arbeiter? Wie weit lässt man Daten und Roboter in die Praxis einfließen?

UJIFISH-I ist ein technischer Ansatz zu dieser Frage.

Bisher hatten Unterwasserroboter hauptsächlich die Rolle, "an Orte zu gehen, an die Menschen nicht gehen können" oder "gefährliche Arbeiten zu ersetzen". In Zukunft wird neben diesen Aspekten auch das Designkonzept "Lebewesen nicht erschrecken" und "die Umwelt nicht stören" wichtig. Unter Wasser wird auch die Ruhe Teil der Leistung.

Die Roboter der Zukunft, die in Fischfarmen arbeiten, könnten nicht mehr kraftvolle Maschinen sein, sondern Wesen, die sich an ihre Umgebung anpassen und schwimmen. UJIFISH-I zeigt, dass Roboter nicht nur Werkzeuge zur Beherrschung der Natur sein können, sondern auch Werkzeuge, die von der Natur lernen und sich in die Umwelt integrieren können.

Natürlich ist es noch eine Technologie im Forschungsstadium. Die praktische Anwendung wird Zeit in Anspruch nehmen. Aber die Idee eines Roboters, der Netze inspiziert, die Wasserqualität misst und Sensoren platziert, während er den Stress der Fische reduziert, ist sehr aufschlussreich für die Zukunft der Aquakultur.

In zukünftigen Fischfarmen könnten Menschen, Fische, Sensoren, KI und fischförmige Roboter denselben Wasserbereich teilen. Dann wird es nicht nur darum gehen, wie viele Daten man sammeln kann. Es wird darum gehen, wie leise und wie belastungsarm man die Verwaltung durchführen kann.

Dass ein roboter, der Fischen ähnelt, zu schwimmen beginnt, ist keine kleine Nachricht für die Fischereiindustrie. Es ist auch ein Zeichen dafür, dass die Technologie der Lebensmittelproduktion langsam von "Effizienz" zu "Koexistenz" übergeht.

Quellen-URL

Phys.org: Erklärung zu UJIFISH-I, seinen Funktionen, den eingebauten Sensoren und der Stressreduzierung bei Zuchtfischen.
https://phys.org/news/2026-04-robotic-fish-prototype-aquaculture-stress.html

EurekAlert!: Informationen zur Ankündigung der Universitat Jaume I, zu den wissenschaftlichen Arbeiten, zur Forschungsfinanzierung, zu den Teststandorten und zur DOI-Bestätigung.
https://www.eurekalert.org/news-releases/1125448

ScienceDirect: Veröffentlichungsinformationen zum Artikel "UJIFISH-I: A modular and bioinspired robotic fish for inspection, hybrid teleoperation and sensor deployment in aquaculture".
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0029801826007511

Universitat Jaume I: Veröffentlichungsinformationen der Forschungsinstitution.
https://www.uji.es/com/investigacio/arxiu/noticies/2026/4/ujifish/

Buzzing: Bestätigung der Veröffentlichung auf einer internationalen wissenschaftlichen Nachrichtenaggregationsseite. Nutzung zur Erfassung von Reaktionen auf SNS und Nachrichtenaggregatoren.
https://www.buzzing.cc/

Onda Cero: Einführung in spanischsprachigen Medien.
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