Weg met de gifval: De AI-tracker die de daling van insecten in kaart brengt
De wereldwijde achteruitgang van insecten brengt onze voedselvoorziening en het natuurlijke evenwicht in gevaar. De traditionele manieren om insecten te monitoren zijn traag en dodelijk, en helpen ons niet om het probleem op tijd aan te pakken. Mijn werk introduceert een eerste prototype van een AI meetsysteem, een combinatie van een draagbare meetbox en een centrale computer, dat insecten én lichtconfiguraties kan volgen. Daarmee leg ik de fundamenten voor toekomstig onderzoek dat ons moet leren hoe straatverlichting en biodiversiteit beter met elkaar in balans kunnen komen.
Cinzano et al. (2001) — Toename van de kunstmatige nachtelijke hemelhelderheid in Europa (1998–2025).
De schaduwzijde van ons nachtlicht
Waar onze grootouders nog onder een sterrenhemel wandelden, zien wij vooral de gloed van straatlantaarns, reclamepanelen en autokoplampen. Nacht verdwijnt langzaam uit onze leefwereld. Voor mensen lijkt dat handig en veilig, maar voor insecten heeft het dramatische gevolgen.
Kijk maar eens naar een nachtvlinder die in cirkels rond een lamp blijft vliegen:
kunstlicht desoriënteert hen. Ze raken uitgeput, worden makkelijker prooi voor roofdieren of verliezen kostbare tijd om voedsel te zoeken en zich voort te planten.
Steeds meer studies tonen dat Artificial Light at Night (ALAN) mee bijdraagt aan de achteruitgang van insectenpopulaties wereldwijd. Insecten zijn belangrijke achtergrondwezens, ze vormen de stille fundering van ons hele ecosysteem. Ze bestuiven, recycleren onmisbare voedingsstoffen en staan aan de basis van de voedselketen. Maar de stille, collectieve gloed van onze moderne steden tast deze natuurlijke systemen langzaam aan. Minder insecten betekent minder bestuiving, wat leidt tot duurdere boodschappen en minder verse vruchten op ons bord.
Een enkele straatlamp lijkt misschien onschuldig, maar de wereldwijde verspreiding van kunstlicht verstoort onopvallend het natuurlijke evenwicht dat onze voeding, gezondheid en ons dagelijks leven ondersteunt. In mijn thesis ging ik op zoek naar een manier om te onderzoeken hoe verschillende lichtkleuren en helderheden de aantrekking van insecten beïnvloeden.
Gevangen in verouderde methoden
Proberen te begrijpen hoe kunstlicht insecten beïnvloedt, is vandaag een beetje alsof je het stadsverkeer probeert te doorgronden aan de hand van een paar willekeurige foto’s van verschillende kruispunten. Op basis van die losse momentopnames kun je wel tellen hoeveel auto’s er af en toe passeren, maar je ziet nooit de spitsuren, files of langetermijnpatronen. Bovendien, als het regent of er werken aan de gang zijn, is het onmogelijk te zeggen of de vertraging te wijten is aan het weer, de wegenwerken of een fout in het ontwerp van het kruispunt.
Dat is precies de kern van het probleem bij het aanpakken van lichtvervuiling. De huidige standaardmethode is die willekeurige foto: ze lokt insecten aan om ze vervolgens te doden, biedt slechts een kortstondig beeld van de situatie en vraagt tijdrovend handmatig sorteren en tellen. Daardoor verloopt onderzoek traag en arbeidsintensief.
We missen de grootschalige, gestandaardiseerde datasets die nodig zijn om het effect van licht te onderscheiden van andere omgevingsfactoren, zoals temperatuur, vochtigheid of geluid.
De oude methoden leveren slechts losse foto’s. Wat de planeet werkelijk nodig heeft, is een netwerk van continue sensoren verspreid over de hele “stad”, die weken- of zelfs maandenlang consistente gegevens verzamelen.
Naar een nieuwe standaard
Met mijn thesis probeerde ik dit gebrek aan gegevens aan te pakken door de fundamenten te leggen voor een nieuw meetsysteem. Het gaat niet zomaar om een meetbox, maar om een volledig geïntegreerd systeem dat ontworpen is voor goedkope en grootschalige monitoring.
Het prototype combineert een module met een centrale verwerkingsunit die AI-gebaseerde herkenning uitvoert en de data opslaat. In plaats van een eenmalige, dodelijke telling observeert het systeem levende insecten, nacht na nacht, terwijl het tegelijk de lichtomstandigheden en andere omgevingsfactoren registreert.
Zo ontstaat een duurzame oplossing die niet alleen toont hoeveel insecten verschijnen, maar ook hoe hun gedrag verandert naargelang de nacht, het seizoen, de locatie en de kleur of helderheid van het licht.
Het belangrijkste verschil met klassieke methoden is dat mijn systeem niet-dodelijk en nauwelijks arbeidsintensief is.
Resultaten
De belangrijkste bevinding van het prototype is het overtuigende bewijs van het concept: een goedkope, continue en niet-dodelijke manier van monitoren is mogelijk!
Mijn thesis bracht insectenmonitoring met succes van een tijdrovend, arbeidsintensief labproces naar een schaalbaar systeem dat rechtstreeks in het veld kan worden ingezet. Hoewel huidige AI-tools enorm veelbelovend zijn, ligt het onmiddellijke succes van dit systeem in een sterke hybride aanpak die de efficiëntie van AI-ondersteunde herkenning combineert met de nauwkeurigheid van menselijke bevestiging.
Dankzij deze workflow kunnen onderzoekers én burgerwetenschappers sneller en betrouwbaarder gegevens verzamelen. Zo worden langetermijninzichten in ecosystemen consistenter en beter vergelijkbaar tussen verschillende regio’s.
Dit betekent dat we eindelijk een perspectief hebben om voorbij de gefragmenteerde “verkeersfoto’s” kunnen gaan en kunnen beginnen met het opbouwen van het betrouwbare, gestandaardiseerde datanetwerk waar we zo hard naar op zoek zijn.
Het uiteindelijke doel is om voldoende hoogwaardige, bruikbare gegevens te verzamelen zodat stadsplanners en lichtontwerpers infrastructuren kunnen creëren die een optimale evenwicht vinden tussen menselijke behoeften en de veiligheid van insecten.
Als dit systeem wereldwijd wordt opgeschaald, kan het rechtstreeks bijdragen aan gezondere en productievere ecosystemen, een gezonder milieu waarin het natuurlijke evenwicht tussen insecten, vogels en vleermuizen behouden blijft.
Lighting the way forward!
De volgende stap is het verfijnen van de AI-gebaseerde herkenning: we moeten bepalen hoe gedetailleerd de herkenning van insecten moet zijn. Zodra dat duidelijk is, kan de AI worden getraind en aangepast om insecten betrouwbaar te tellen en te categoriseren.
Als alles volgens plan verloopt, zou de prototype binnen een paar jaar kunnen uitgroeien tot een wereldwijd inzetbaar monitoringsnetwerk. Onderzoekers, stadsplanners en zelfs hobbyisten zouden meeteenheden kunnen plaatsen in tuinen, parken en straten, waarbij alle gegevens samenkomen op één beveiligd, gedeeld platform.
Wetenschappers en beleidsmakers zouden eindelijk het volledige beeld krijgen van hoe kunstlicht insecten beïnvloedt over verschillende regio’s en seizoenen heen. Zo kunnen steden slimmere, minder storende verlichtingssystemen ontwerpen die aan menselijke behoeften voldoen, maar tegelijk de biodiversiteit beschermen.
De hoopvolle boodschap is eenvoudig: onze keuzes over nachtelijke verlichting doen ertoe. Kleine aanpassingen in hoe we onze nachten verlichten, kunnen een groot verschil maken voor de toekomst van onze leefomgeving.
Bibliografie
[1] Adafruit Industries. AHT20 Temperature & Humidity Sensor Breakout Board.
https://www.adafruit.com/product/4566. Accessed: 2025-05-19. 2023.
[2] Arduino. Arduino Uno Rev3 Datasheet. https : / / docs . arduino . cc /
resources/datasheets/A000066-datasheet.pdf. Accessed: 2025-05-19.
2025.
[3] J. Bolliger, J. Haller, B. Wermelinger, S. Blum, and M. Obrist. “Contrasting
effects of street light shapes and LED color temperatures on nocturnal
insects and bats”. In: Basic and Applied Ecology (2022).
[4] J. Bolliger, T. Hennet, B. Wermelinger, S. Blum, J. Haller, and M. Obrist.
“Low impact of two LED colors on nocturnal insect abundance and bat
activity in a peri-urban environment”. In: Journal of Insect Conservation
(2020).
[5] J. Bolliger, T. Hennet, B. Wermelinger, R. Bösch, R. Pazur, S. Blum, J.
Haller, and M. Obrist. “Effects of traffic-regulated street lighting on noc-
turnal insect abundance and bat activity”. In: Basic and Applied Ecology
(2020).
[6] D. Boyes, D. Evans, R. Fox, M. Parsons, and M. Pocock. “Street light-
ing has detrimental impacts on local insect populations”. In: SCIENCE
ADVANCES 7.35 (Aug. 2021). issn: 2375-2548. doi: 10.1126/sciadv.
abi8322.
[7] L. De Causmaecker, A. Mentens, S. Aerts, B. Vanschoenwinkel, R. Moort-
gat, P. Van den Bossche, and V. A. Jacobs. “DEVELOPMENT OF A
CONTROL SYSTEM TO EVALUATE THE IMPACT OF ARTIFICIAL
LIGHT MODULATION ON INSECTS”. en. In: Proceedings of the CIE
Symposium on Advances on the Measurement of Temporal Light Modula-
tion. International Commission on Illumination (CIE), Oct. 2022. isbn:
978-3-902842-70-1. doi: 10.25039/x49.2022.P07.
[8] L. De Causmaecker, A. Mentens, L. Segers, P. Van den Bossche, B. Van-
schoenwinkel, and V. A. Jacobs. “TOWARDS PUBLIC LED LIGHTING
WITH MINIMAL IMPACT ON INSECT MOVEMENT”. en. In: Proceed-
ings of the 30th Session of the CIE, Ljubljana, Slovenia, September 15 –23, 2023, Volume 1. Ljubljana, Slovenia (hosted by NC Slovenia): Inter-
national Commission on Illumination, CIE, Dec. 2023, pp. 291–300. isbn:
978-3-902842-77-0. doi: 10.25039/x50.2023.OP044.
[9] J. Deichmann, C. Gatty, J. Navarro, A. Alonso, R. Linares-Palomino, and
T. Longcore. “Reducing the blue spectrum of artificial light at night min-
imises insect attraction in a tropical lowland forest”. In: INSECT CONSER-
VATION AND DIVERSITY 14.2 (Mar. 2021), pp. 247–259. issn: 1752-
458X. doi: 10.1111/icad.12479.
[10] Gordon Lyon. Nmap: Network Mapper. https : / / nmap . org/. Accessed:
2025-05-23. 2024.
[11] R. H. A. van Grunsven, J. Becker, S. Peter, S. Heller, and F. Hölker. “Long-
Term Comparison of Attraction of Flying Insects to Streetlights after the
Transition from Traditional Light Sources to Light-Emitting Diodes in Ur-
ban and Peri-Urban Settings”. In: Sustainability 11.22 (2019). issn: 2071-
1050. doi: 10.3390/su11226198.
[12] T. Igoe. Making Things Talk: Practical Methods for Connecting Physical
Objects 3rd Edition. Maker Media, 2017. isbn: 978-1-68045-215-0.
[13] International Commission on Illumination (CIE). CIE 015:2018 – Col-
orimetry. Tech. rep. Tables 11, 12.1, 12.2. CIE Central Bureau, 2018.
[14] International Commission on Illumination (CIE). Relative spectral power
distributions of illuminants representing typical LED lamps. https : / /
cie . co . at / datatable / relative - spectral - power - distributions -
illuminants - representing - typical - led - lamps. Accessed July 31,
2025. 2025.
[15] libcamera Project. libcamera: Open Source Camera Stack and Framework.
https://libcamera.org/. Accessed: 2025-05-23. 2025.
[16] C. Liechti. pySerial: Python Serial Port Extension. https://github.com/
pyserial/pyserial. Accessed May 26, 2025. 2025.
[17] M. C. F. Lima, M. E. D. de Almeida Leandro, C. Valero, L. C. P. Coro-
nel, and C. O. G. Bazzo. “Automatic Detection and Monitoring of Insect
Pests—A Review”. In: Agriculture (2020).
[18] M. T. Lockett, T. M. Jones, M. A. Elgar, K. J. Gaston, M. E. Visser,
and G. R. Hopkins. “Urban street lighting differentially affects commu-
nity attributes of airborne and ground-dwelling invertebrate assemblages.”
In: Journal of Applied Ecology 58.10 (Oct. 2021), pp. 2329–2339. issn:
00218901. doi: 10.1111/1365-2664.13969.
[19] B. Luo, R. Xu, Y. Li, W. Zhou, W. Wang, H. Gao, Z. Wang, Y. Deng, Y.
Liu, and J. Feng. “Artificial light reduces foraging opportunities in wild least
horseshoe bats.” In: Environmental Pollution 288 (Nov. 2021), N.PAG–
N.PAG. issn: 02697491. doi: 10.1016/j.envpol.2021.117765.
[20] E. J. McNaughton, J. R. Beggs, K. J. Gaston, D. N. Jones, and M. C.
Stanley. “Retrofitting streetlights with LEDs has limited impacts on urban
wildlife.” In: Biological Conservation 254 (Feb. 2021), N.PAG–N.PAG. issn:
00063207. doi: 10.1016/j.biocon.2020.108944.
[21] Mean Well Enterprises Co., Ltd. HDR-30 Series Datasheet. https://docs.
rs - online . com / 050f / 0900766b815d9418 . pdf. Accessed: 2025-05-19.
2024.
[22] A. Méndez, L. Martín, J. Arines, R. Carballeira, and P. Sanmartín. “Attrac-
tion of Insects to Ornamental Lighting Used on Cultural Heritage Buildings:
A Case Study in an Urban Area”. In: Insects (2022).
[23] Minicom Team. Minicom: Serial Communication Program. https://salsa.
debian.org/minicom-team/minicom. Accessed: 2025-05-23. 2018.
[24] ModemManager Project. ModemManager: Mobile Broadband Modem Man-
agement. https://modemmanager.org/. Accessed: 2025-05-23. 2025.
[25] NetworkManager Project. NetworkManager: Network Configuration Tool
Suite. https://www.networkmanager.dev/. Accessed: 2025-05-23. 2025.
[26] OpenSSH Developers. OpenSSH: Portable Secure Shell. https : / / www .
openssh.com/. Accessed: 2025-05-23. 2024.
[27] Oracle Corporation. MySQL. Accessed: 2025-06-12. Oracle. 2025.
[28] A. C. S. Owens and S. M. Lewis. “The impact of artificial light at night on
nocturnal insects: A review and synthesis”. en. In: Ecology and Evolution
8.22 (Nov. 2018), pp. 11337–11358. issn: 2045-7758, 2045-7758. doi: 10.
1002/ece3.4557.
[29] W. Perrin, M. Moretti, A. Vergnes, D. Borcard, and P. Jay-Robert. “Re-
sponse of dung beetle assemblages to grazing intensity in two distinct bio-
climatic contexts.” In: Agriculture, Ecosystems & Environment 289 (Feb.
2020), N.PAG–N.PAG. issn: 01678809. doi: 10 . 1016 / j . agee . 2019 .
106740.
[30] PuTTY Contributors. PuTTY: A Free Telnet/SSH Client. https://putty.
org/. Accessed: 2025-05-23. 2024.
[31] Raspberry Pi Foundation. Raspberry Pi 4 Model B Datasheet. https://
datasheets.raspberrypi.com/rpi4/raspberry-pi-4-product-brief.
pdf. Accessed: 2025-05-19. 2025.
[32] Raspberry Pi Ltd. Camera Module 3 NoIR (Wide Angle). https://www.
raspberrypi.com/products/camera- module- 3/. Accessed: 2025-05-19.
2023.
[33] RealVNC Ltd. RealVNC: Remote Access Software. https://www.realvnc.
com/. Accessed: 2025-05-23. 2024.
[34] D. Russo, F. Cosentino, F. Festa, F. De Benedetta, B. Pejic, P. Cerretti,
and L. Ancillotto. “Artificial illumination near rivers may alter bat-insect
trophic interactions.” In: Environmental Pollution 252 (Sept. 2019), pp. 1671–
1677. issn: 02697491. doi: 10.1016/j.envpol.2019.06.105.
[35] B. Seymoure, T. Parrish, K. Egan, M. Furr, D. Irwin, C. Brown, M. Crump,
J. White, K. Crooks, and L. Angeloni. “Better red than dead: Plasticine
moths are attacked less under HPS streetlights than LEDs”. In: BASIC
AND APPLIED ECOLOGY 74 (Feb. 2024), pp. 66–73. issn: 1439-1791.
doi: 10.1016/j.baae.2023.11.008.
[36] Tailscale Inc. Tailscale: Zero-Config VPN for Secure Networks. https://
tailscale.com/. Accessed: 2025-05-23. 2025.
[37] WaveShare. SIM7600G-H 4G HAT (B) – Dial-up Networking with Rasp-
bian. https://www.waveshare.com/wiki/SIM7600E-H_4G_HAT. Accessed:
2025-05-19. 2025.
[38] N. Willmott, J. Henneken, M. Elgar, and T. Jones. “Guiding lights: For-
aging responses of juvenile nocturnal orb-web spiders to the presence of
artificial light at night”. In: Ethology (2019).
