Система мониторинга на основе искусственного интеллекта предсказывает периоды цветения в ульях

Университет Кордовы разработал систему мониторинга, которая с высокой точностью определяет стадии цветения каждого улья, используя данные о поведении пчёл.

Пчеловодство и его история

Пчеловодство существует тысячелетия, о чём свидетельствует наскальное изображение в пещере Ла-Арана (Валенсия), возраст которого более 8 тысяч лет. На нём изображена человеческая фигура, собирающая мёд из отверстия в скале, вокруг которой вьются пчёлы.

Отношения между человеком и пчёлами важны не только для получения мёда, пыльцы и воска, но и для сохранения медоносной пчелы (Apis mellifera L.), ответственной за опыление тысяч сельскохозяйственных культур.

Зависимость успеха пчеловодства от периодов цветения

Успех ульев и пчеловодства зависит от периодов цветения, которые нерегулярны, поскольку зависят от сезона, осадков и температуры.

Команда из отдела электроники и вычислительной техники и отдела зоологии Университета Кордовы, работающая над системами мониторинга ульев, поставила перед собой цель — снизить неопределённость и узнать точную продолжительность периодов цветения.

Система, разработанная учёными, позволяет им определять точное время цветения для каждого улья благодаря датчику веса.

«Наблюдая за изменением веса улья в течение дня и анализируя кривую, полученную в результате измерений веса каждые 5 минут, мы получаем информацию о текущей стадии цветения», — объяснил Андрес Герсновиез, ведущий автор работы.

Принцип работы системы

В отличие от того, что можно было бы подумать, не только прирост веса пчёл, нагруженных нектаром, показывает момент цветения, но и то, когда пчёлы начинают вылетать за кормом, количество пчёл, которые вылетают и возвращаются в ульи, и сколько времени они проводят вне ульев.

«Если вы знаете, когда улей достигает минимального веса (когда пчёлы вылетают за кормом), и когда максимального (когда они возвращаются), вы можете определить стадию цветения. Кроме того, зная, имеет ли минимальный или максимальный вес пик или впадину, а также разницу в весе с начала дня до его конца, можно определить, сколько времени им потребовалось для возвращения и насколько успешными были их поиски», — пояснил исследователь.

Использование искусственного интеллекта

С помощью данных, полученных от датчиков улья, команда разработала классификатор, используя алгоритмы искусственного интеллекта с факторами, которые описывают кривую веса и связывают эти данные с цветением.

«Мы увидели, что в период цветения мы можем различать более раннюю стадию и конечную», — сказал Герсновиез.

Таким образом, система способна не только определять, приближается ли цветение, происходит ли оно или закончилось, но и различать начальную и конечную стадии цветения.

Преимущества для пчеловодов

Обычно пчеловоды работают с несколькими пасеками, на которых насчитывается 40–50 ульев. Эти пасеки могут находиться на большом расстоянии друг от друга, иногда на сотни миль. Знание точного времени цветения без необходимости посещения пасек экономит время пчеловодов и позволяет им более эффективно осуществлять эту древнюю деятельность.

Согласно Хосе Мануэлю Флоресу, исследователю, участвовавшему в работе со стороны зоологии, система помогает повысить урожайность.

«Система сообщает вам, что цветение закончится через несколько дней. Это позволяет пчеловодам планировать, куда ехать за мёдом. Если вы приедете слишком рано, и цветение ещё не закончится, вы потеряете часть урожая, которую улей может ещё произвести. И наоборот, если вы приедете поздно, и цветение закончилось за несколько дней до этого, пчёлы уже будут питаться этим мёдом, и часть урожая также будет потеряна», — пояснил исследователь.

Особенно система полезна для тех, кто производит монофлоральный мёд (одного вида, например, из цветков апельсинового дерева, каштана, эвкалипта или авокадо), поскольку, если его не собрать после окончания цветения, пчёлы могут взять нектар с других цветов более отдалённых культур. В этом случае мёд перестаёт быть монофлоральным и теряет свою ценность.

Дополнительная информация

Система мониторинга, созданная в результате сотрудничества этих команд, предоставляет гораздо больше информации. Благодаря датчикам, которые измеряют вес ульев, данные о влажности и температуре каждые 5 минут и могут быть получены удалённо через компьютер, пчеловоды могут отслеживать изменения, происходящие в ульях, и проверять, нет ли проблем со здоровьем, хищников поблизости или каких-либо помех, не посещая пасеку.

Результаты опубликованы в журнале Computers and Electronics in Agriculture.

Предоставлено Университетом Кордовы.

Источник