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Hai-Tech: Wie Drohnen und unsichtbare Schutzschilde vor Haien schützen

In Südafrika werden Drohnen zur Überwachung von Haien eingesetzt.
In Südafrika werden Drohnen zur Überwachung von Haien eingesetzt. (©Artem Verbo/Jakob Owens/unsplash 2018)

Südafrikas Strände sind beliebt bei Surfern – und bei Weißen Haien. Damit sich beide Gruppen nicht in die Quere kommen, stehen auf den Bergen von Kapstadt "Shark Spotter" mit Ferngläsern auf Posten. Nun bekommen sie Hilfe von Drohnen, selbst lernenden Kameras und unsichtbaren Hai-Schutzschilden.

Die DJI Phantom 4 ist gerade erst ein paar Meter in der Luft, da sind schon die ersten Schaulustigen am Strand. Sie stehen im Halbkreis hinter Seferino Gelderblom und versuchen, über seine breiten Schultern hinweg einen Blick auf die Steuerkonsole und das Display in seinen Händen zu werfen. Sie strecken sich, wollen sehen, was die Drohne sieht.

Gelderblom lenkt die Drohne über die Wellen. Sie fliegt über die Badenden hinweg, dann über die Schwimmer. Schließlich sieht man die Surfer von oben. Doch dann kehrt sie wieder um – bloß ein Testflug. Die Zuschauer sind enttäuscht. Denn normalerweise steigt Gelderbloms Drohne nur auf, wenn es etwas zu sehen gibt. Nämlich Haie.

Gelderblom, 28 Jahre, ist Drohnenpilot bei den "Shark Spottern". Einer südafrikanischen Nichtregierungsorganisation, die sich darum bemüht, die Strände rund um Kapstadt haifrei zu halten. Gegründet vor 14 Jahren, erledigen die Shark Spotter ihre Arbeit größtenteils noch mit wenig Technik. Doch das ändert sich gerade, und die Drohne ist nur der Anfang. Im Schnitt entdecken die Spotter alle zwei bis drei Tage einen Hai an ihren Stränden. "Früher dachten
wir, die Unfälle mit Weißen Haien seien bloß zufällige Begegnungen", sagt Sarah Waries, die Chefin der Shark Spotter.
"Aber nach 14 Jahren Beobachtung wissen wir: Unser Strand ist ihr natürliches Revier." Da ist jedes technische Mittel willkommen, mit dem man Mensch und Hai auf friedliche Weise auseinanderhalten kann.

 Zwar kann die Drohne dem Menschen viel Arbeit abnehmen, menschliche Beobachter sind aber unerlässlich. fullscreen
Zwar kann die Drohne dem Menschen viel Arbeit abnehmen, menschliche Beobachter sind aber unerlässlich. (©Christoph Borgans/shark spotters 2018)

Die Shark Spotter auf den Bergen sind ausgerüstet mit polarisierenden Sonnenbrillen, die die Reflexion des Wassers vermindern und die Kontraste erhöhen, mit einem Fernglas und einem Walkie-Talkie, um den Drohnenpiloten zum Hai zu lenken und gegebenenfalls den Befehl zum Strandräumen zu geben. Auch Gelderblom steht mit ozeanblauer Shark-Spotter-Jacke auf dem Berg neben dem Strand und hält Wache, wenn er nicht gerade Drohnendienst hat. Angefangen hat er vor über zehn Jahren. Und trotzdem kann er sich noch sehr genau an seinen ersten Hai erinnern: Große Wolken standen am Himmel, und durch ihre Reflexion im Wasser konnte man fast nichts erkennen. Plötzlich aber riss die Wolkendecke auf. Dort, wo der Strahl der Sonne aufs Meer traf wie ein Scheinwerferlicht, schwamm ein Weißer Hai. Nur 50 Meter entfernt vom Ufer am Fuß des Berges, etwas weiter noch bis zum ersten Surfer. "Gerade noch genug Zeit, um den Strand zu räumen."

Gelderblom zögerte nicht und gab den Funkbefehl. Am Strand ertönte die Sirene, die weiße Flagge mit dem schwarzen Hai wurde gehisst, und er sah, wie schnell sie alle aus dem Wasser waren: Planscher, Schwimmer und auch die Surfer. Innerhalb von einer Minute. "Das ist der coolste Teil", sagt Gelderblom. Auch heute noch läuft eine Strandräumung so ab – mit dem Unterschied, dass nun auch alle Nutzer der Shark-Spotter-App eine Push-Nachricht bekommen: Achtung. Hai-Alarm!

 Shark Spotter Seferino Gelderblom mit einer Drohne. fullscreen
Shark Spotter Seferino Gelderblom mit einer Drohne. (©Christoph Borgans/shark spotters 2018)

"Ob wir den Strand räumen, hängt von der Entfernung des Hais ab, der Richtung, in die er schwimmt, wie weit draußen die Surfer sind und davon, welche Art Hai es ist", sagt Waries. Man will die unten im Wasser nicht unnötig verrückt machen, um keine Glaubwürdigkeit zu verspielen. Aber natürlich will man auch nicht zu spät räumen … "Bei einem Weißen Hai willst du nichts riskieren", sagt Gelderblom. Die Entscheidung zum Räumen trifft immer der Spotter auf dem Berg. Ist genug Zeit, kann ihm dabei die Drohne helfen. Was aus der Ferne ein ungefährlicher Hai sein könnte, stellt sich im Überflug der Drohne schnell als Weißer Hai heraus. Die Drohne wird auch dem Hai folgen, um sicherzugehen, dass er den Strandbereich verlassen hat, wenn ihn der Spotter nicht mehr sieht.

Die Shark Spotter sind nicht die Einzigen, die fliegende Helfer einsetzen. In Australien etwa hat ein Start-up namens "RipperGroup" Drohnen auf den Markt gebracht, die Haie anhand ihres Erscheinungsbildes und ihrer Bewegungsmuster
automatisiert erkennen – die nächste Stufe des Hai-Tech auch für Südafrika?

Nein, sagen die Shark Spotter. "In den zwei Minuten, die du über den Strand fliegst, bist du sicher, dass keine Haie da sind – aber nur dann", sagt Waries. Da sehe ein menschlicher Spotter mehr. Zudem herrscht in Kapstadt oft ein starker Wind, der den dauerhaften Einsatz unmöglich macht. Sinnvoll sei aber, die Spotter durch künstliche Intelligenz zu unterstützen. Und tatsächlich ist so etwas bereits im Entstehen. Entwickelt wird es vom polnischen Wahlschweizer Krzysztof Kryszczuk. Er beschäftigt sich seit 15 Jahren mit selbstständig lernenden Maschinen und Mustererkennung, lehrt dasselbe an der Züricher Hochschule für Angewandte Wissenschaften und hat vor zehn Jahren in Lausanne ein Unternehmen gegründet, das sich PatternLab nennt. Kurz: Er ist ein Experte. Und er ist ein Surfer.

 Das Gerät am Knöchel des Tauchers erzeugt einen Schild aus Strom, der sich um den Taucher legt und den Hai so irritiert. fullscreen
Das Gerät am Knöchel des Tauchers erzeugt einen Schild aus Strom, der sich um den Taucher legt und den Hai so irritiert. (©Liz Clarkson/SharkShield 2018)

Lange schon wollte er nach Kapstadt. Wegen des warmen Wassers – weniger wegen der Haie. "Wenn du so was planst, sagt dir in der Schweiz jeder: Lass dich bloß nicht von den Haien fressen!" Also hat er im Internet recherchiert, wie es mit den Haien am Kap aussieht, und ist dabei auf die Shark Spotter gestoßen. 2015 besuchte er sie, schaute sich ihre Arbeit an und fragte: "Warum lasst ihr euch eigentlich nicht von einer Software helfen?" Damit begann die gemeinsame Arbeit an einer intelligenten Hai-Kamera. Mittlerweile finanziert als Kooperation zwischen der Europäischen Union und Südafrika.

"Für mich war es nicht die Frage, kann man das machen, sondern nur wie", sagt Kryszczuk. Die Faustregel laute: "Wenn ich es mit dem Auge sehen kann, kann ich es auch mit der Kamera sehen."

Und noch mehr. Denn durch eine Verbesserung der Auflösung und verschiedene Techniken wie etwa multispektrale Filterung und Kontrastverstärkung sieht die Kamera auch schon Haie, wo der Mensch nur Wasser vermutet. Natürlich gibt es Schwierigkeiten: trübes Wasser, starke Reflexion der Wolken und der Blickwinkel. Weil die Kamera wie der Spotter den ganzen Strandbereich überblicken muss und in der Praxis neben ihm stehen wird, blickt sie anders als die australischen Drohnen nicht aus der Vogelperspektive auf den Hai, sondern von schräg oben. "Wir können nicht einfach im Labor die perfekte Umgebung entwerfen, wenn wir sie draußen nicht haben", sagt Kryszczuk.

Stattdessen haben die Shark Spotter einen Hai bauen lassen. Eine lebensgroße Attrappe aus Acrylglas, die in verschiedenen Tiefen tauchen kann und von einem Boot durchs Wasser gezogen wird. Sie ist so gut oder so schlecht zu erkennen wie ein echter Hai. Zigmal bei allen möglichen Wettern ist der Fake-Hai am Strand entlanggeschwommen. Das Videomaterial soll nun helfen, bis Anfang 2020 in Lausanne einen einsatzfähigen Prototyp zu bauen, denn mit jedem erkannten und nicht erkannten Hai wird die Kamera besser, intelligenter: versteht den Hai von kleinen Wellen, von wandernden Wolkenschatten oder einem Schwarm Fische zu unterscheiden. "Die Kamera soll dem Spotter etwas von seiner Last nehmen", sagt Kryszczuk. Und den menschlichen Fehler verringern. Denn die Kamera kann fünf Stunden lang aufs Meer schauen, ohne zu ermüden, sie muss auch nicht auf die Toilette, bekommt keine WhatsApp-Nachrichten und wird auch nicht von Touristen angequatscht, die häufig zu der Beobachtungshütte kommen, vom Ehrgeiz getrieben, noch vor dem Spotter einen Hai zu sehen.

Um eine wirkliche Hilfe zu sein, darf sie aber auch nicht andauernd Fehlalarme geben. Daher wird sie neben dem Erscheinungsbild auch das Verhalten des verdächtigen Objekts auswerten: Bewegt es sich wie ein Hai? Das Wissen dazu lernt die Kamera nicht selbst. Sie bekommt es von Wissenschaftlern und denjenigen, die seit über zehn Jahren einen großen Teil ihres Lebens mit dem Beobachten von Haien verbringen: den Spottern.

"Die Shark Spotter liefern eine unverzichtbare Erfahrung", sagt Kryszczuk. "Zum Beispiel dachte ich immer, einen Hai erkennt man an der Rückenflosse, die aus dem Wasser ragt." In Wirklichkeit aber sieht man die so gut wie nie. "Einmal in zehn Jahren habe ich die gesehen", sagt Gelderblom.

 Ein Hai im flachen Wasser am Strand ist von oben fotografiert eine tolle Erscheinung. Direkt daneben zu schwimmen fühlt sich vermutlich anders an. fullscreen
Ein Hai im flachen Wasser am Strand ist von oben fotografiert eine tolle Erscheinung. Direkt daneben zu schwimmen fühlt sich vermutlich anders an. (©Syd Sujuaan/unspash 2018)

Kryszczuk weiß also, dass er das für die Programmierung der Kamera ignorieren kann. Er weiß nun aber auch, dass er sich als Surfer nicht automatisch sicher fühlen kann, bloß weil er keine Haiflosse um sich kreisen sieht. Die südafrikanische Meeresbiologin und Hai-Forscherin Alison Kock drückt es so aus: "Wenn man den Hai sieht, hat man eine recht gute Chance, heil davonzukommen." Haie an der Oberfläche sind meist nicht auf Jagd nach Beute. Aber Weiße Haie, die einen Angriff planen, sieht man meist nicht. Das liegt an der bevorzugten Beute, den Robben. "Das sind sehr wendige und schlaue Tiere. Die einzige Möglichkeit, eine gesunde Robbe zu erwischen, ist ein Überraschungsangriff aus der Tiefe."

Für Surfer, die paddelnd auf dem Board nicht so wendig sind wie die Robben, eine schlechte Nachricht. Dabei wird schon lange an Anti-Hai-Mitteln geforscht.

Das meiste entwickelt in US-Laboren, um Jetpiloten, Marinesoldaten oder Astronauten in Seenot vor Haien zu schützen. Oft waren es Chemikalien, die man ins Wasser werfen sollte – darunter sogar ein Mittel aus dem Extrakt toter Haie. Die Stoffe waren unterschiedlich effektiv, hatten aber alle ein Problem: Nach kurzer Zeit hatten sie sich im Meer verteilt und waren dann nur noch für Anhänger der Homöopathie ein wirksames Mittel. Heute gibt es unter anderem Surfanzüge mit schwarz-weißen Streifen, in denen der Surfer wie ein Wasserzebra aussieht, weil das die für Haie unappetitliche Gelblippen-Seeschlange imitieren soll, und es gibt Armbänder, deren Nutzen mindestens sehr umstritten ist. Bereits in den 90er-Jahren aber haben Wissenschaftler in Südafrika mit der Entwicklung eines Produkts begonnen, das heute als das einzige nachweisbar wirksame Mittel gegen Haie gilt: ein unsichtbarer Schutzschild, genannt Sharkshield.

Haie verfügen über alle Sinne, die wir Menschen auch haben – Sehen, Hören, Fühlen, Riechen, Schmecken. Dazu aber haben sie noch einen sechsten Sinn: Mit Sensoren in ihren Schnauzen, den Lorenzinischen Ampullen, spüren sie elektrische Felder. "Der Hai nutzt sie normalerweise, um beim Angriff auf dem letzten Meter seine Beute zu orten", sagt Kock. Das funktioniert, weil durch jeden lebenden Organismus elektrische Ströme laufen. Die Sharkshield Technologie erzeugt ein elektrisches Feld, das 100-mal stärker ist als das, was der Hai etwa von Fischen gewohnt ist. "Man muss sich das so vorstellen, als ob man plötzlich in ein extrem helles Licht schaut", sagt Kock. Eine Überflutung des Sinns, so stark, dass der Hai sofort abdreht und flüchtet.

 Lindsay Lyon ist Unternehmer und Klischee-Australier: Er arbeitet, damit er mehr und besser surfen kann. Und vor allem sicherer. fullscreen
Lindsay Lyon ist Unternehmer und Klischee-Australier: Er arbeitet, damit er mehr und besser surfen kann. Und vor allem sicherer. (©Ocean Guardian 2018)

Ob und wie man damit einen ganzen Strandabschnitt abschirmen kann, daran wird zurzeit sowohl in Südafrika als auch in Australien geforscht. Für Surfer und Taucher, Speerfischer und Kajaker aber gibt es bereits eine einsetzbare Lösung. Die Firma Ocean Guardian in Australien hat auf Basis dieser Technologie ein Kit entwickelt, das sich Surfer aufs Brett montieren. Es besteht aus zwei Elektroden auf dem Bord und einer Batterie. Fürs Tauchen gibt es ein Produkt mit einem Kabel, das am Knöchel befestigt wird und ein Schild am Rücken des Tauchers erzeugt.

Ocean Guardian gehört seit 2012 dem australischen Unternehmer Lindsay Lyon. Er wohnt in Sydney und ist – natürlich – gerade erst vom Surfen am Avalon-Strand zurückgekehrt, als am Mittag australischer Zeit sein Telefon klingelt. Er surfe, seitdem er zwölf sei, sagt er. "Das ist für uns hier ein wichtiger Teil des Lebens." Als er jung war, habe er keine Gefahr gescheut. Ist auf den größten Wellen geritten, hat sich am felsigen Strand mehr als einmal den Kopf angeschlagen. Wenn er dann mit Blut überströmtem Gesicht durch das Wasser zum Strand taumelte, fühlte er sich als Held. "Junge Männer haben keinen Sinn für die Sterblichkeit", sagt er. "Aber wenn man älter wird, wird man vorsichtiger." Seine Kunden seien daher vor allem Männer jenseits der 40. Viele haben Kinder und demzufolge etwas zu verlieren.

So mancher, der überlegt hat aufzuhören, kaufe sich das Kit und surfe weiter. Besonders in Westaustralien, wo die Regierung den Kauf mit bis zu 40 Prozent bezuschusst.

Einziger Nachteil: Ein Surfer hat zwar keine Lorenzinischen Ampullen, aber Strom im Wasser spürt er trotzdem: wenn er das Brett im Wasser besteigt oder es beim Duckdiving, dem Durchtauchen einer Welle, fest in den Händen hält. Nicht wirklich schmerzhaft, eher ein Kribbeln wie eine statische Entladung.

"Manche merken den Strom kaum, andere, wie ich, sind da empfindlicher", sagt Lyon. "Das Verrückte ist, man verbindet das Gefühl so sehr mit dem Schutz, sodass man irgendwann nicht mehr ohne surfen will. Es ist, wie den Sicherheitsgurt im Auto anzulegen. Man fühlt sich besser."

 Die Drohne kann den Hai nicht verscheuchen – und soll das auch nicht. Aber sie verfolgt seinen Weg: Schwimmer können so effektiver gewarnt werden. fullscreen
Die Drohne kann den Hai nicht verscheuchen – und soll das auch nicht. Aber sie verfolgt seinen Weg: Schwimmer können so effektiver gewarnt werden. (©Christoph Borgans/shark spotters 2018)

Dass das gute Gefühl berechtigt ist, kann Marine-Biologin Kock bestätigen: Sie gehörte zu dem Team der Wissenschaftler, das in Südafrika die Technologie unter natürlichen Bedingungen an Haien getestet hat. Eine Saison lang ist sie mindestens einmal pro Woche rausgefahren zur Seal-Insel, etwa drei Seemeilen vor der Küste in Muizenberg, wo die Robben ihre Jungen aufziehen und die Haie ihr Glück mit den jungen, unerfahrenen Robben versuchen. Frühmorgens haben die Forscher dort eine Robbenattrappe durchs Wasser gezogen.

Der Wurf einer Münze entschied: Wird die Attrappe durch die Sharkshield-Technologie geschützt oder nicht. "Klar, eine Robbenattrappe ist keine echte Robbe, aber wenn das Shield aus war, haben wir eine Reihe von Attacken erlebt." Meist von so tief, dass sie nur auf den Unterwasseraufnahmen der GoPro-Kamera zu sehen waren. Wenn das Shield an war, passierte das nicht. Die Kameraaufnahmen zeigen Weiße Haie, die die vermeintliche Robbe angreifen und nur einen Sekundenbruchteil vorher abdrehen. "Es ist unglaublich zu sehen, dass so große, schwere Tiere in vollem Angriff so schnell stoppen können", sagt Kock. "Der Schild erhöht definitiv die Wahrscheinlichkeit, einen Angriff zu vermeiden oder ihn gut zu überstehen, aber es ist kein hundertprozentiger Schutz." Den habe man nur, wenn man dem Wasser fernbleibe.

Aber das kommt für Surfer wie Kryszczuk oder Lyon natürlich nicht infrage. Und auch nicht für Stuart Anderson. Der Südafrikaner wurde 2015 beim Surfen in Still Bay von einem Weißen Hai angegriffen. "Ich habe gefühlt, wie ich meinen Fuß in seinem Maul hatte." Aber dann ließ der Hai los und schwamm weg. Ein Horrorerlebnis. Und trotzdem hat Anderson das Surfen nicht aufgegeben. "Den Hai trifft ja keine Schuld", sagt er. Wer mit den Haien schwimme, müsse eben Glück haben. Oder ein kleines bisschen Hilfe von der Technik. Kürzlich hat sich Anderson ein Sharkshield gekauft.

Info
Diese und weitere Geschichten findest Du auch in der aktuellen Ausgabe des TURN ON Magazins 05/18, das in allen SATURN-Märkten kostenlos ausliegt.

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