Fische passen sich an und weichen einem herannahenden Roboterfisch bei wiederholten Begegnungen dynamisch aus

Roboter, die echten Fischen helfen

Stellen Sie sich vor, man könnte wilde Fische sanft von einem Ölteppich oder einem verschmutzten Flussabschnitt weglenken — ganz ohne Netze oder Barrieren. Diese Studie untersucht, ob kleine, fischähnliche Roboter eines Tages genau das tun könnten, indem sie lernen, wie echte Fische reagieren, wenn ein robotischer „Nachbar“ wiederholt auf sie zuschwimmt. Die Arbeit zeigt, dass ein Roboter, der wie ein harmloser Gefährte aussieht, schnell als Bedrohung empfunden werden kann — wenn er sich auf die falsche Weise bewegt.

Ein Roboter, der vorgibt ein Fisch zu sein

Die Forscher verwendeten Trinidadische Guppys, kleine, gesellige Süßwasserfische, die oft in schnell fließenden Bächen vorkommen. Anstelle eines metallisch wirkenden Unterseeboots setzte das Team auf eine 3D-gedruckte Fischreplik, die in Größe und Form einem echten Guppy sehr ähnlich ist. Diese Replik wird von einem unter dem Boden versteckten Radroboter durch das Becken gezogen, sodass sie für die Guppys wie ein natürlicher, in konstanter Tiefe gleitender Artgenosse wirkt. Kameras von oben verfolgten sowohl die lebenden Fische als auch den Roboterfisch in hoher Auflösung, sodass die Wissenschaftler genau sehen konnten, wie die Guppys beschleunigten, verzögerten oder abdrehten, wenn der Roboter näherkam.

Wie die Begegnungen inszeniert wurden

Jeder Versuch folgte einem einfachen Ablauf. Eine einzelne weibliche Guppy wurde in ein großes, flaches Becken mit dem Roboterfisch gesetzt. Nachdem sich die Guppy eingelebt hatte, wartete der Roboter, bis der Fisch etwa 40 Zentimeter entfernt war, und begann dann, mit einer voreingestellten Geschwindigkeit zwischen 15 und 30 Zentimetern pro Sekunde gerade auf sie zuzuschwimmen. Der Annäherungsversuch wurde fortgesetzt, bis der Roboter sehr nah war oder bis die Guppy deutlich begann, sich zu entfernen. Diese Sequenz wurde für jeden Fisch vielfach wiederholt, wobei die Reihenfolge der Roboter-Geschwindigkeiten durchmischt wurde, damit die Fische nicht leicht vorhersagen konnten, wie schnell der Roboter sie als Nächstes ansteuern würde.

Von Neugier zu Vorsicht

Zu Beginn zeigten die Guppys eine Mischung aus Reaktionen. Manchmal näherten sie sich dem Roboter, manchmal trieben sie langsam, und oft schwammen sie weg. Im Verlauf der Versuche zeichnete sich jedoch ein klares Muster ab: Die Fische wurden zunehmend vorsichtiger. Schon bevor der Roboter die Distanz geschlossen hatte, bewegten sie sich eher davon weg. Viele Individuen verbrachten außerdem viel Zeit entlang der Beckenkanten — ein klassisches Anzeichen von Angst, bekannt als Thigmotaxis, das bei vielen Tierarten mit wahrgenommener Gefahr in Verbindung gebracht wird. Ein besonders vorsichtiger Fisch erstarrte oft fast vollständig, wenn der Roboter nah kam, eine bekannte Abwehrhaltung bei Beutetieren, die hilft, nicht entdeckt zu werden oder sich auf eine schnelle Flucht vorzubereiten.

Geschwindigkeit, Distanz und plötzliche Ausweichmanöver

Sorgfältige Analysen tausender Videobilder zeigten, dass das Fluchtverhalten der Guppys nicht nur durch die Distanz ausgelöst wurde. Die Fische beschleunigten zwar, je näher der Roboter kam, doch sie reagierten auch stärker, wenn dieser schneller auf sie zukam. War der Roboter gleichzeitig nahe und schnell, führten die Guppys am ehesten scharfe, plötzliche Richtungswechsel gefolgt von Beschleunigungsstößen aus — fluchtähnliche Manöver, die denen zum Ausweichen vor echten Räubern ähneln. Wenn die Fische sich bereits schnell vom Roboter entfernten, brauchten sie solche drastischen Manöver oft nicht; stattdessen setzten sie auf gleichmäßige Beschleunigung und kleine Kurskorrekturen, um dem herannahenden Roboter vorauszubleiben.

Warum diese Ergebnisse wichtig sind

Jahrzehntelang behandelten Computermodelle von Fischschwärmen Vermeidung meist als einfache Regel: Bewege dich weg, wenn ein Nachbar innerhalb einer bestimmten Distanz ist. Diese Studie zeigt, dass die Realität nuancierter ist. Die Fische passten ihre Reaktionen daran an, wie schnell der Roboter auf sie zukam, wie oft sie ihn bereits gesehen hatten und sogar an ihre individuelle Veranlagung. Dieses differenziertere Bild ist sowohl für die Biologie als auch für die Technik relevant. Für Biologen liefert es ein klareres Verständnis dafür, wie Tiere Risiko und Bewegung in Echtzeit abwägen. Für Ingenieure bietet es konkrete Hinweise für das Design zukünftiger fischähnlicher Roboter — wie schnell sie sich bewegen sollten, wie nah sie kommen dürfen und wie wiederholte Begegnungen das Verhalten von Tieren verändern — damit Roboter eines Tages dabei helfen können, Wildtieren sicher aus Gefahrensituationen zu führen, statt neue Stressquellen zu schaffen.

Zitation: Van Havermaet, S., Gerken, A., Mazrekaj, D. et al. Fish adapt and dynamically avoid an approaching robotic fish across repeated exposures. Sci Rep 16, 14248 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-44115-1

Schlüsselwörter: robotischer Fisch, Guppy-Verhalten, Tier-Roboter-Interaktion, Fluchtreaktionen, kollektive Bewegung