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2024-08-19 21:15:05
クレジット: Pixabay/CC0 パブリックドメイン
研究者たちはビッグデータとスマートテクノロジーを活用して、ミツバチの環境を改善し、養蜂家を指導している。
電子的な「ピン」という音とともに、ダーク・デ・グラーフ教授のスマートフォンに警告が届きます。それは、危機に瀕している蜂の巣からのメッセージです。
ベルギーのゲント大学の生物医学生理学と昆虫生理学の教授であり、分子昆虫学と蜂病理学の研究所所長であるデ・グラーフ氏は、過去5年間、蜂の巣のデータ収集システムの開発に取り組んでおり、これにより生存率が大幅に向上することを期待している。
スマートハイブ
ヨーロッパ全体の研究活動の一環として、 良い このプロジェクトでは、デ・グラーフ氏とヨーロッパ13カ国の研究者チームが2019年半ばから昨年11月まで協力し、新しい技術が人々の健康にどのように役立つかを探りました。 ミツバチ そして養蜂の持続可能性。
研究者らは、巣箱の問題を特定し、養蜂家に介入方法について適切なアドバイスを与えることができる監視システムを開発した。このシステムは、米国に推定61万5000人の養蜂家にとって、潜在的に重要な味方となるだろう。 欧州連合 2021年に。
彼らはデジタルコーム（さまざまなセンサーを備えた薄い回路基板）を開発した。ミツバチはその周りに巣を作る。巣箱ごとにこの回路基板をいくつか設置し、研究者にデータを送信することで、リアルタイムのモニタリングが可能になる。
次のステップは、データをどのように解釈するのが最善かを考えることだった。「どのパラメータがコロニーの健康状態に最も影響するかを突き止めることが課題だった」とデ・グラーフ氏は語った。
研究チームは3シーズンにわたり、参加13カ国に広がる400近くのコロニーを監視し、デジタルコームによって収集されたデータを解釈するのに役立つアルゴリズムを構築した。
「蜂の体重は、蜂の群れが冬を生き延びるかどうかのよい指標であることがわかった」とデ・グラーフ氏は言う。「われわれの技術を使えば、介入が必要な蜂の群れを特定できる。そして、その情報は、具体的な指示を記したカスタマイズされた警告を通じて養蜂家に伝えられる」
テクノロジーを活用した養蜂
ミツバチは受粉に欠かせない重要な種である 野生植物 チョコレート、コーヒー、トマト、ブルーベリーなど、多くの栽培食用作物にも影響を与えています。ヨーロッパの農作物や野生の花の咲く植物の約 5 種のうち 4 種は、少なくともある程度は昆虫による受粉に依存していると推定されています。
しかし、気候変動、生息地の喪失、広範囲にわたる農薬使用の影響により、ヨーロッパや世界の野生の花粉媒介者の数は急速に減少している。 欧州レッドリスト、ハチ、蝶、ハナアブの約3分の1の種の個体数が脅かされています。デ・グラーフ氏にとって、殺虫剤の影響は特に有害です。
「ミツバチは農薬にさらされてもすぐに死ぬことはほとんどないが、記憶障害を起こし、最終的には巣に戻れなくなる」とデ・グラーフ氏は語った。
自動巣箱データ収集は、すでに一部の養蜂家、主に技術に精通した若い養蜂家によって使用されています。現在の目標は、養蜂コミュニティ全体でこれらのツールの使用を促進し、より大規模なデータ収集を可能にすることです。この目的のために、研究者は、 EUミツバチパートナーシップ2017年に創設されたEU全体のミツバチの健康とデータ管理プラットフォームです。
「より多くの養蜂家がこれに頼るようになれば、状況は一変するだろう。ミツバチの健康を別の角度から見ることができるようになるだろう」とデ・グラーフ氏は語った。
開発された技術は、養蜂家が将来の巣箱を計画するのにも役立つかもしれない。B-GOOD チームは、データを使用して、巣箱が特定の環境条件にどのように反応するかを予測する仮想風景を作成した。「これは、養蜂家向けのフライト シミュレーターに少し似ています」とデ グラーフ氏は述べた。
EUからの継続的な資金援助により、B-GOODの研究者は、 ベターB 2027年5月まで継続される研究イニシアチブ。
内部の様子
オーストリアのグラーツ大学の動物学教授であるトーマス・シュミックル教授は、過去5年間、ミツバチの健康をサポートするために最先端の技術を利用する研究を行ってきました。 ハイボポリスにて 2019年から今年3月まで開催されました。
シュミックル氏はグラーツ大学の人工生命研究所（ALL）の創設者です。同研究所は群知能、自己組織化、群ロボット、生物学に着想を得たアルゴリズムの分野で研究を行う国際的な学際研究機関です。
ALLで行われている研究の多くは、自然からインスピレーションを得てロボット工学の進歩に役立てることに基づいています。HIVEOPOLISでは、研究者はこれを逆転させ、ロボット工学の進歩が自然をどのようにサポートできるかを検討しています。シュミックルはこの概念を次のように呼んでいます。 エコシステムハッキング。
「ミツバチは非常に強力です。ミツバチを支援すれば、周囲の環境も支援することになります」とシュミックル氏は言う。「受粉はミツバチの助けがあってこそ維持できるのです」
彼は、昆虫による受粉が減ると農家の収穫量が減り、食料価格が上昇すると指摘する。その結果、農家は環境に悪影響を与える集中的な農法を採用せざるを得なくなり、昆虫の個体数がさらに減少する。これは悪循環だ。
B-GOOD チームと同様に、HIVEOPOLIS の研究者たちはセンサーを備えたデジタル ハニカムを開発しました。研究者たちは蜂の巣のさまざまな場所の温度を測定することで、内部で何が起こっているかを効果的にマッピングできます。
たとえば、これにより養蜂家は、蜂の巣の中の幼虫の位置、いわゆる幼虫の巣を特定できます。その後、養蜂家は敏感な幼虫の巣の領域を乱すことなく、巣箱を開けることができます。
暖かく過ごす
しかし、HIVEOPOLIS のデジタルコームには単なるセンサー機能はありません。巣箱の特定の部分を加熱するように作動させることができ、シュミックル氏はこれが生存率に大きな違いをもたらす可能性があると述べています。
「冬には多くのミツバチの群れが死んでしまう」と彼は言う。「生き残るためには蜂蜜が必要なのだが、蜂蜜の貯蔵庫が手の届かないところにあるため、蜂はそこにたどり着こうとして寒さで死んでしまうのだ」。冬の間蜂を暖かく保つことで、養蜂家は群れの生存率を高めることができる。
「インターネット経由で直接コマンドを送信し、櫛の内部から温度を変更できるのは今回が初めてです。これまで誰もそんなことはしませんでした」と彼は語った。
当初、ミツバチがこの技術にどう反応するかは不明だった。しかし、実験により、ミツバチの群れが好意的に反応しただけでなく、群知能が温度変化に反応してミツバチ自身の熱産生を減らし、エネルギーを節約していることが確認された。
踊るミツバチ
オーストリアの研究者カール・フォン・フリッシュの研究に触発され、HIVEOPOLIS チームは、非常に独創的な方法でミツバチとコミュニケーションをとる可能性についても調査しました。
1973年、フォン・フリッシュはミツバチの尻振りダンス（ミツバチが食物源の位置を伝えるために行うダンス）の解明に関する研究でノーベル賞を受賞した。
彼は、蜂の巣の角度、ダンスの形態、尻振り運動の速さのすべてが組み合わさって、餌の方向と距離を示すのだと仮定しました。動きによるこの種のコミュニケーションは昆虫界ではユニークなようで、研究者を魅了しています。
HIVEOPOLISのパートナーの一人であるドイツのベルリン自由大学の人工知能と集合知の教授であるティム・ランドグラフ博士は、さらに次のように述べた。 以前の作品 彼の研究は、ロボットダンスハチ「RoboBee」の開発につながり、ハチがデジタルパートナーの導きに従う可能性があることを示す最初の兆候を示しました。
HIVEOPOLIS では、ランドグラフ氏の研究室が実際のミツバチのダンスを観察し、それを地図上に翻訳してより詳しく分析するシステムを開発しました。
最終的には、HIVEOPOLIS チームは、このようなロボットがミツバチを安全な採餌場所へ誘導し、農薬や病気に汚染された場所などの危険な場所から遠ざけることができる可能性があると考えています。しかし、まずはダンスをよりよく理解したいと考えています。
シュミックル氏は、養蜂家らが今回の研究成果を有効活用してくれることを期待していると述べた。「われわれはプロトタイプを持っている。今後は、これらの技術をより大規模に活用するかどうかは自由市場の責任だ」
この記事はもともと 地平線 EU研究イノベーションマガジン。
引用: スマートな巣箱と踊るロボット蜂が持続可能な養蜂を促進する可能性 (2024 年 8 月 19 日) 2024 年 8 月 19 日に https://phys.org/news/2024-08-smart-hives-robot-bees-boost.html から取得
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#スマートな巣箱と踊るロボット蜂が持続可能な養蜂を促進する可能性がある