- 蜂箱傳感器為拯救蜂群帶來了希望
- 來源：加利福尼亞大學河濱分校 發表于 2025/3/7
圖片來源：Pixabay/CC0 公共領域
河濱加州大學（UC Riverside）的一個計算機科學團隊開發了一種基于傳感器的技術，該技術可以減少蜂群損失并降低勞動力成本，可能會給商業養蜂業帶來革命性的變化。
論文《利用 EBV + 對蜜蜂時間序列進行有原則的挖掘、預測和監測》發表在《美國計算機協會知識發現與數據期刊》上。
這項技術被稱為電子蜜蜂獸醫（Electronic Bee-Veterinarian，簡稱 EBV），它使用低成本的熱傳感器和預測模型，來預測蜂巢溫度何時可能達到危險水平。
該系統能為遠程養蜂人提供預警，讓他們在極端炎熱或寒冷天氣，或者蜜蜂因疾病、接觸農藥、食物短缺或其他壓力因素而無法調節蜂巢溫度，進而導致蜂群崩潰之前，采取預防措施。
河濱加州大學計算機科學專業的博士生、解釋這項技術的論文的主要作者沙米瑪・侯賽因（Shamima Hossain）表示：“我們將溫度轉化為一個我們稱之為健康因子的指標，該指標在 0 到 1 的范圍內評估蜜蜂的健康狀況。”
這個簡化的指標 —— 分數為 “1” 意味著蜜蜂完全健康 —— 讓不熟悉基礎模型的養蜂人能夠快速評估蜂巢的健康狀況。
河濱加州大學昆蟲學教授鮑里斯・貝爾（Boris Baer）認為，這項技術可能會給養蜂業帶來革命性的變化，而養蜂業對全球農業的眾多領域至關重要。蜜蜂為 80 多種作物授粉，每年為美國農業貢獻約 290 億美元的價值。然而，由于棲息地喪失、接觸農藥、寄生蟲和氣候變化等各種因素，蜜蜂數量一直在下降。
貝爾引用監測全美國蜂巢損失情況的 “蜜蜂保護計劃”（Project Apis m.）的數據稱：“在過去一年里，美國損失了超過 55% 的蜜蜂種群。”
“我們正在經歷蜜蜂種群的大規模崩潰，這極其令人擔憂，因為我們所吃食物的約三分之一都依賴蜜蜂授粉。”
貝爾表示，如今養蜂人依靠自己的判斷和人工檢查來發現問題，這往往會導致干預措施滯后。有了電子蜜蜂獸醫技術，他們可以獲得實時信息，并提前幾天預測情況，這將顯著降低勞動力成本。貝爾與侯賽因以及河濱加州大學伯恩斯工程學院的其他科學家進行了合作。
貝爾說：“人們長期以來一直夢想能有這樣的傳感器。我喜歡這項技術的地方在于，這個系統完全融入了養蜂人已經在使用的蜂巢裝置中。”
溫度波動是蜂巢健康受到任何威脅時最早出現的反應之一。貝爾說，蜜蜂會將蜂巢內部溫度精確維持在 33 到 36 攝氏度（91.4 - 96.8 華氏度）之間，這是蜂群正常發育和生存的必要條件。
侯賽因表示，電子蜜蜂獸醫技術基于熱擴散方程和控制理論，這使得其預測結果對科學家和養蜂人來說都易于理解。該模型使用從安裝在蜂巢內的低成本傳感器收集的溫度數據，將這些信息輸入一個算法中，從而提前幾天預測蜂巢的狀況。
在河濱加州大學的養蜂場進行的測試中，電子蜜蜂獸醫技術在最初開發階段分析了 10 個蜂巢的數據，之后擴展到 25 個蜂巢。這項技術已經證明了其有效性，能夠檢測出需要養蜂人干預的情況。
侯賽因回憶道：“當我查看儀表板，看到健康因子下降到經驗閾值以下時，我聯系了我們的養蜂場經理。當我們去檢查蜂巢時，發現確實存在問題，然后他們采取了措施來處理這種情況。”
河濱加州大學電氣與計算機工程副教授金相成（Hyoseung Kim）解釋說，將成本控制在較低水平 —— 每個蜂巢低于 50 美元 —— 是首要任務。
金相成說：“市面上有商用傳感器，但它們太貴了。我們決定用現成的組件制作一個非常便宜的設備，這樣養蜂人就能買得起。”
該研究團隊已經在進行下一階段的工作，即開發可以安裝在蜂巢上、能夠根據電子蜜蜂獸醫技術的預測做出反應的自動蜂巢氣候控制系統，自動調節蜂巢溫度。
侯賽因說：“目前，我們只能發出預警。但在下一階段，我們正在設計一個系統，在需要時能夠自動為蜂巢加熱或降溫。”
除了侯賽因、貝爾和金相成之外，論文的共同作者還有卡內基梅隆大學計算機科學教授克里斯托斯・法勞索斯（Christos Faloutsos），以及河濱加州大學計算機科學與工程教授瓦西利斯・佐特拉斯（Vassilis Tsotras）。所有作者都來自河濱加州大學的綜合蜜蜂研究中心，該中心是美國最大的傳粉昆蟲健康研究中心之一。
更多信息：Mst. Shamima Hossain 等人，《利用 EBV + 對蜜蜂時間序列進行有原則的挖掘、預測和監測》，《美國計算機協會知識發現與數據期刊》（2025 年）。DOI: 10.1145/3719014
引用：蜂巢傳感器為拯救蜜蜂種群帶來希望（2025 年 2 月 25 日），2025 年 3 月 7 日取自https://phys.org/news/2025-02-beehive-sensors-honeybee-colonies.html
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