Universität Akita entwickelt Roboterhund, um Bären zurück in die Berge zu treiben

Ein Roboterhund aus Akita stellt sich einer lokalen Gefahr

Die Präfekturuniversität Akita hat einen autonomen Roboterhund vorgestellt, der Bären aufspüren, sie anknurren und dabei helfen soll, sie aus bewohnten Gebieten zu vertreiben. Die Maschine mit dem offiziellen Namen MATAGIroid Hacchan war einer von drei Preisträgern eines Exzellenzpreises bei einem Hochschulwettbewerb, für den 41 Vorschläge zum Umgang mit Begegnungen zwischen Menschen und Bären eingereicht wurden.

Hacchan verbindet das Aussehen eines Akita-Hundes mit Kameras, Sensoren und einer Roboterplattform. Die Entwickler orientieren sich an der Arbeit der Matagi, traditioneller Bergjäger im Nordosten Japans, deren abgerichtete Hunde ihnen bei Begegnungen mit Bären helfen. Ziel ist es, Gemeinden eine Maschine an die Hand zu geben, die sich der Gefahr nähern kann, während Menschen Abstand halten.

Die Universität stellte die Technologie in LiSH AKITA vor, einer Einrichtung in der Nähe des Bahnhofs Akita in der Stadt Akita. Etwa 60 Vertreter von Unternehmen und Kommunalverwaltungen besuchten die Ausstellung. Dort berichteten Forscher über ihre Fortschritte und sprachen über praktische Probleme, die gelöst werden müssen, bevor die Erfindungen regelmäßig zum Einsatz kommen können.

Masayuki Yoshida, Forschungsadministrator am Zentrum für Wissenschafts- und Technologieintegration der Universität und Mitglied des Entwicklungsteams, beschrieb das angestrebte Ergebnis:

Unser Ziel ist es, Bären zurück in die Berge zu treiben, so wie von Jägern abgerichtete Akita-Hunde es tun.

Ein sechsköpfiges Team plant Feldtests bis Ende des Jahres. Die Universität hat sich außerdem verpflichtet, vielversprechende Wettbewerbsbeiträge in praxisorientierte gemeinsame Forschungsprojekte zu überführen. Damit sind Tests außerhalb der Ausstellungshalle der nächste Schritt für den Roboter und das Gesamtprojekt.

Wie Hacchan reagieren soll

Hacchan basiert auf einem modifizierten Go2 des chinesischen Robotikunternehmens Unitree. Der vierbeinige Roboter hat einen Körper im Stil des Akita-Hundes, einer eng mit der Präfektur verbundenen Rasse. KI-Kameras und Infrarotsensoren sollen ihm dabei helfen, bei Patrouillen Bären zu erkennen.

Wenn der Roboter einen Bären entdeckt, gibt ein Lautsprecher Bell- oder Knurrgeräusche von sich. Künstliche Intelligenz, kurz KI, bezeichnet die Software, die Muster in Kamerabildern erkennt und dem System dabei hilft, einen möglichen Bären von anderen sichtbaren Objekten zu unterscheiden.

Zur geplanten Ausrüstung gehören außerdem Kommunikationsmittel, mit denen Roboter in der Nähe herbeigerufen werden könnten, sowie Bärenabwehrspray für den Notfall. Das Konzept umfasst damit mehrere mögliche Schritte: ein Tier aufspüren, es warnen, weitere Maschinen hinzuziehen und bei Bedarf ein stärkeres Abwehrmittel einsetzen.

Der nächste konkrete Entwicklungsschritt sind Feldtests. Kosten, Patrouillenreichweite, Betriebsdauer und Bedingungen für den Einsatz des Sprays wurden noch nicht bekannt gegeben. Diese Angaben werden für Kommunalverwaltungen wichtig sein, die entscheiden müssen, ob ein Roboter zuverlässig auf Straßen, in Wohngebieten und am Waldrand eingesetzt werden kann.

Ein Wettbewerb mit mehr als einer Antwort

Die Wettbewerbsausschreibung der Präfekturuniversität Akita ordnet Hacchan einer umfassenderen Initiative namens Bear-Tech Solution zu. Aus den 41 Einreichungen wählte die Jury einen Hauptpreisträger, drei Preisträger eines Exzellenzpreises und neun Preisträger eines Technologie-Förderpreises aus. Bewertet wurden Originalität, technische Neuartigkeit, praktische Wirksamkeit und die Frage, wie viel Sicherheit eine Idee den Bewohnern geben könnte.

Laut der Ausschreibung stammen die Beiträge zu Hacchan von Yoshida, Takeshi Kagaya und Makoto Tamura aus dem Team für regionale Zusammenarbeit und Forschungsförderung. Der Hauptpreis ging an Chiharu Sone, Assistenzprofessorin am Institut für biologische Produktion, für eine von Gürteltieren inspirierte Idee.

Sones Vorschlag nutzt Bionik. Dabei werden Strukturen oder Verhaltensweisen von Lebewesen als Vorbild genommen, um ein menschliches Problem zu lösen. Die Universität lobte den Ansatz, erläuterte in ihrer Ausschreibung jedoch kaum, wie die vorgeschlagene Maßnahme gegen Bären funktionieren soll.

Die anderen Exzellenzpreise zeigen, wie breit die Forschenden nach Lösungen suchen. Ein Vorschlag kombiniert Wärmebildkameras und KI-Bildverarbeitung zur Erkennung von Bären mit einem Time-of-Flight-Sensor und einem dreidimensionalen Hologrammsystem, das die Tiere vertreiben soll. Ein Time-of-Flight-Sensor misst Entfernungen, indem er erfasst, wie lange ein Signal bis zu einem Objekt und zurück benötigt.

Ein weiterer Vorschlag sieht vor, mit Glasfasern die Umgebung zu überwachen und so ein nach Beschreibung der Entwickler nervenähnliches Netzwerk über den Boden zu schaffen. Zusammengenommen decken die Beiträge unterschiedliche Aufgaben ab: Bewegungen wahrnehmen, Tiere erkennen und auf ihre Anwesenheit reagieren.

Warum Akita über bestehende Maßnahmen hinausblickt

Die Präfekturuniversität Akita erklärt, dass Gemeinden weiterhin Elektrozäune, Feuerwerkskörper und Fallen einsetzen, während Bären in bewohnten Gebieten zunehmend zu einem ernsten Problem werden. Das Projekt bündelt bereits laufende Arbeiten an Tierabwehrpfählen, Robotern zur Bärenabwehr und Erkennungssystemen sowie neuere Forschung zu KI, vernetzten Geräten und Materialien.

Der Herbst erhöht den Druck in Akita, weil Schwarzbären vor dem Winterschlaf große Mengen Nahrung aufnehmen. Ein Bär, der in der Nähe einer Siedlung nach Futter sucht, kann Bewohnern, Landarbeitern und Durchreisenden in die Quere kommen. Nach Angaben der Universität sollen Maßnahmen entwickelt werden, die den Gemeinden dauerhaft Schutz bieten.

Nationale Zahlen zeigen, wie schwer die Folgen für Menschen sind. Das japanische Umweltministerium registrierte im Haushaltsjahr 2025 insgesamt 238 Menschen, die durch Bären getötet oder verletzt wurden. 13 davon starben. Somit überlebten 225 Menschen mit Verletzungen; der Anteil der Todesfälle lag bei rund 5,5 Prozent.

Eine am 3. Juni erstellte Statistik verzeichnete seit April außerdem vier tödliche Angriffe. Bei den Opfern handelte es sich um Frauen im Alter von 55 und 69 Jahren in der Präfektur Iwate, einen 78-jährigen Mann in der Präfektur Yamagata und eine 73-jährige Frau in der Präfektur Akita. Alle vier Todesfälle ereigneten sich im Nordosten Japans.

Für eine Kommune muss ein neues, nützliches Gerät in eine bestehende Reaktion eingebunden werden, an der Behörden, Polizei, Jäger und Rettungsdienste beteiligt sind. Ein Roboter, der ein Tier vertreibt, hätte eine andere Aufgabe als eine Kamera, die einen Alarm auslöst, selbst wenn beide zunächst einen Bären erkennen.

Kann ein Roboter einen Bären zum Rückzug bewegen?

Hacchans Aussehen hat online Aufmerksamkeit erregt. Einige Kommentare besagen, seine kantige Hundeform sei zu niedlich, um einen Bären abzuschrecken. Manche Nutzer vermuten, ein Bär könnte ihn einfach umstoßen. Andere fragen, ob ein Tier, das seine Umgebung anhand von Gerüchen und Körperwärme einschätzt, nicht rasch erkennen würde, dass die Maschine kein Hund ist.

Diese Reaktionen verweisen auf die zentrale Aufgabe der Feldtests: zu beobachten, wie Bären tatsächlich reagieren, wenn sich der Roboter nähert, bellt oder knurrt. Die Entwickler müssen untersuchen, ob die Tiere sich zurückziehen, in der Nähe bleiben oder sich der Ausrüstung nähern und wie sich die Maschine verhält, wenn sich eine Begegnung rasch verändert.

Nach Angaben der Universität floss die praktische Wirksamkeit in die Bewertung ein; bei der Ausstellung wurde auch über Hindernisse für den Einsatz in der Praxis gesprochen. Mit den Tests geht das Projekt nun über die Vorführung der Ausrüstung hinaus. Dabei soll gemessen werden, wie die Tiere darauf reagieren und wie nützlich der Roboter für die zuständigen Einsatzkräfte ist.

Einige Nutzer schlugen online stattdessen Drohnen vor. In Japan gibt es bereits Beispiele für Drohnen und automatisierte Kameras, die zur Bärenüberwachung entwickelt werden. Ihre Einsatzbereiche zeigen, weshalb Kommunalbehörden verschiedene Hilfsmittel in Betracht ziehen können, je nachdem, ob sie einen Bären aufspüren, verfolgen oder vertreiben müssen.

KI-Kameras warnen in Fukushima schneller

Das Dorf Showa in der Präfektur Fukushima mit etwas mehr als 1.000 Einwohnern prüft einen KI-Bildanalysedienst von NTT Docomo Business. Im vergangenen Jahr wurden im Dorf 95 Bären gefangen, verglichen mit einem üblichen Jahreswert von rund 30. Das ist etwas mehr als das Dreifache des üblichen Werts. Eine Person wurde verletzt.

Der im April gestartete Dienst arbeitet mit Wildkameras, die vorbeiziehende Tiere automatisch fotografieren. Erkennt die KI einen Bären, schickt sie eine E-Mail-Warnung an die örtlichen Behörden, die Polizei und die Feuerwehr. Die Genauigkeit der Bildanalyse wird mit 99,9 Prozent angegeben.

Yoko Sugawara von NTT Docomo Business beschrieb die Arbeit des Unternehmens an der schnellen Erkennung:

Wir haben die KI gezielt weiterentwickelt, damit sie Bären sofort erkennt.

Showa verfügte bereits über Kameras, doch laut Behördenvertretern dauerte es lange, die Tiere auf den Bildern zu identifizieren. Eine Automatisierung könnte Patrouillengänge reduzieren und den Mitarbeitern mehr Zeit geben, auf eine Sichtung zu reagieren. Die praktische Veränderung besteht darin, dass ein Foto schneller zu einer Warnung wird, auf die jemand reagieren kann.

Kuniaki Igarashi, ein Verwaltungsmitarbeiter des Dorfes, bezeichnete die Grenze zwischen menschlichen Siedlungen und dem Lebensraum der Tiere als besonders wichtigen Überwachungsbereich. Eine dort aufgestellte Kamera erfüllt einen anderen Zweck als Hacchan: Sie überwacht einen Ort und alarmiert Menschen, während der Roboter sich bewegen und einen Bären vertreiben soll.

Drohnen verfolgen Bären aus der Luft

In Shintotsukawa auf Hokkaido arbeitet KDDI SmartDrone mit der Gemeinde an Drohnen, die von einer rund 900 Kilometer entfernten Leitstelle in Tokio aus gesteuert werden. Das Unternehmen schloss im Dezember eine Partnerschaft mit der Kommune und richtete am Rathaus einen Drohnenstützpunkt ein.

Nach einer gemeldeten Sichtung kann die Drohne innerhalb von zehn Minuten starten und den Bären verfolgen, bis Polizei oder Jäger eintreffen. Eine Wärmebildkamera nutzt Temperaturunterschiede, um Tiere aufzuspüren, und unterstützt die Suche in dicht bewachsenen Gebieten.

Zum Zeitpunkt des Berichts waren seit Einführung des Systems vor Ort keine Bärensichtungen gemeldet worden. Die Gemeinde und das Unternehmen bereiteten den Dienst auf künftige Vorfälle vor. Der Fernbetrieb ermöglicht es Kommunen außerdem, das System zu nutzen, ohne vor Ort einen ausgebildeten Drohnenpiloten zu haben.

Masafumi Hirono, Geschäftsführer von KDDI SmartDrone, brachte den Dienst mit dem Druck auf öffentliche Dienstleistungen in ländlichen Gebieten in Verbindung:

Auch wenn die Bevölkerung in ländlichen Gebieten zurückgeht, wollen wir Systeme aufbauen, die eine grundlegende Infrastruktur aufrechterhalten können.

Die drei Ansätze decken unterschiedliche Teile einer Reaktion ab. Kameras können von festen Standorten aus warnen. Drohnen können aus der Luft suchen und verfolgen. Hacchan soll am Boden agieren und einen Bären zum Weggehen bewegen. Für die Bewohner wäre es ein nützliches Ergebnis, früher gewarnt zu werden oder auf eine Reaktion zählen zu können, bei der sich weniger Menschen dem Tier nähern müssen.

Die nächsten Schritte führen ins Gelände

Die Entwickler von Hacchan haben Feldtests bis Ende des Jahres angesetzt. Die Universität plant zugleich praxisorientierte gemeinsame Forschung zu vielversprechenden Wettbewerbsideen. Bei der Ausstellung kamen mögliche Nutzer und Entwickler zusammen, noch bevor Entscheidungen über einen breiteren Einsatz anstanden.

Die beschriebenen Projekte in Japan befinden sich in unterschiedlichen Entwicklungsphasen. Folgende Meilensteine stehen an:

• Dezember: KDDI SmartDrone schloss eine Partnerschaft mit Shintotsukawa, um den Fernbetrieb von Drohnen zu ermöglichen.
• April: NTT Docomo Business startete seinen KI-Bildanalysedienst für Wildkameras.
• 3. Juni: Eine Statistik verzeichnete seit April vier Todesfälle durch Bärenangriffe im Nordosten Japans.
• Bis Ende des Jahres: Das Entwicklungsteam von Hacchan plant Feldtests.

Akitas Roboter hat einen konkreten Auftrag: Er soll die Beweglichkeit und das Warnverhalten eines Jagdhundes nutzen, um Bären zurück in Richtung Berge zu treiben. Bei den Feldtests kann das Team diese Reaktion beobachten und entscheiden, wie die Maschine in das lokale Bärenmanagement eingebunden werden kann.

Die wichtigsten Punkte

• Der Roboterhund MATAGIroid Hacchan der Präfekturuniversität Akita erhielt bei einem Wettbewerb mit 41 Beiträgen einen Exzellenzpreis.
• Der modifizierte Unitree Go2 nutzt Kameras und Sensoren, um Bären zu erkennen, und einen Lautsprecher, um sie anzubellen oder anzuknurren.
• Ein sechsköpfiges Team plant Feldtests bis Ende des Jahres.
• Das Umweltministerium registrierte im Haushaltsjahr 2025 insgesamt 238 Menschen, die durch Bären getötet oder verletzt wurden, darunter 13 Todesfälle.
• Das Dorf Showa prüft automatisierte Kamerawarnungen, während Shintotsukawa ferngesteuerte Drohnen zur Verfolgung von Bären eingeführt hat.
• Die Universität plant praxisorientierte gemeinsame Forschung, um vielversprechende Ideen für den Einsatz in Gemeinden weiterzuentwickeln.