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河濱加州大學(xué)（UC Riverside）的一個(gè)計(jì)算機(jī)科學(xué)團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種基于傳感器的技術(shù)，該技術(shù)可以減少蜂群損失并降低勞動(dòng)力成本，可能會(huì)給商業(yè)養(yǎng)蜂業(yè)帶來革命性的變化。

論文《利用 EBV + 對(duì)蜜蜂時(shí)間序列進(jìn)行有原則的挖掘、預(yù)測(cè)和監(jiān)測(cè)》發(fā)表在《美國計(jì)算機(jī)協(xié)會(huì)知識(shí)發(fā)現(xiàn)與數(shù)據(jù)期刊》上。

這項(xiàng)技術(shù)被稱為電子蜜蜂獸醫(yī)（Electronic Bee-Veterinarian，簡(jiǎn)稱 EBV），它使用低成本的熱傳感器和預(yù)測(cè)模型，來預(yù)測(cè)蜂巢溫度何時(shí)可能達(dá)到危險(xiǎn)水平。

該系統(tǒng)能為遠(yuǎn)程養(yǎng)蜂人提供預(yù)警，讓他們?cè)跇O端炎熱或寒冷天氣，或者蜜蜂因疾病、接觸農(nóng)藥、食物短缺或其他壓力因素而無法調(diào)節(jié)蜂巢溫度，進(jìn)而導(dǎo)致蜂群崩潰之前，采取預(yù)防措施。

河濱加州大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)專業(yè)的博士生、解釋這項(xiàng)技術(shù)的論文的主要作者沙米瑪・侯賽因（Shamima Hossain）表示：“我們將溫度轉(zhuǎn)化為一個(gè)我們稱之為健康因子的指標(biāo)，該指標(biāo)在 0 到 1 的范圍內(nèi)評(píng)估蜜蜂的健康狀況。”

這個(gè)簡(jiǎn)化的指標(biāo) —— 分?jǐn)?shù)為 “1” 意味著蜜蜂完全健康 —— 讓不熟悉基礎(chǔ)模型的養(yǎng)蜂人能夠快速評(píng)估蜂巢的健康狀況。

河濱加州大學(xué)昆蟲學(xué)教授鮑里斯・貝爾（Boris Baer）認(rèn)為，這項(xiàng)技術(shù)可能會(huì)給養(yǎng)蜂業(yè)帶來革命性的變化，而養(yǎng)蜂業(yè)對(duì)全球農(nóng)業(yè)的眾多領(lǐng)域至關(guān)重要。蜜蜂為 80 多種作物授粉，每年為美國農(nóng)業(yè)貢獻(xiàn)約 290 億美元的價(jià)值。然而，由于棲息地喪失、接觸農(nóng)藥、寄生蟲和氣候變化等各種因素，蜜蜂數(shù)量一直在下降。

貝爾引用監(jiān)測(cè)全美國蜂巢損失情況的 “蜜蜂保護(hù)計(jì)劃”（Project Apis m.）的數(shù)據(jù)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(jīng)歷蜜蜂種群的大規(guī)模崩潰，這極其令人擔(dān)憂，因?yàn)槲覀兯�吃食物的約三分之一都依賴蜜蜂授粉。”

貝爾表示，如今養(yǎng)蜂人依靠自己的判斷和人工檢查來發(fā)現(xiàn)問題，這往往會(huì)導(dǎo)致干預(yù)措施滯后。有了電子蜜蜂獸醫(yī)技術(shù)，他們可以獲得實(shí)時(shí)信息，并提前幾天預(yù)測(cè)情況，這將顯著降低勞動(dòng)力成本。貝爾與侯賽因以及河濱加州大學(xué)伯恩斯工程學(xué)院的其他科學(xué)家進(jìn)行了合作。

貝爾說：“人們長期以來一直夢(mèng)想能有這樣的傳感器。我喜歡這項(xiàng)技術(shù)的地方在于，這個(gè)系統(tǒng)完全融入了養(yǎng)蜂人已經(jīng)在使用的蜂巢裝置中�！�

溫度波動(dòng)是蜂巢健康受到任何威脅時(shí)最早出現(xiàn)的反應(yīng)之一。貝爾說，蜜蜂會(huì)將蜂巢內(nèi)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(fā)育和生存的必要條件。

侯賽因表示，電子蜜蜂獸醫(yī)技術(shù)基于熱擴(kuò)散方程和控制理論，這使得其預(yù)測(cè)結(jié)果對(duì)科學(xué)家和養(yǎng)蜂人來說都易于理解。該模型使用從安裝在蜂巢內(nèi)的低成本傳感器收集的溫度數(shù)據(jù)，將這些信息輸入一個(gè)算法中，從而提前幾天預(yù)測(cè)蜂巢的狀況。

在河濱加州大學(xué)的養(yǎng)蜂場(chǎng)進(jìn)行的測(cè)試中，電子蜜蜂獸醫(yī)技術(shù)在最初開發(fā)階段分析了 10 個(gè)蜂巢的數(shù)據(jù)，之后擴(kuò)展到 25 個(gè)蜂巢。這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)證明了其有效性，能夠檢測(cè)出需要養(yǎng)蜂人干預(yù)的情況。

侯賽因回憶道：“當(dāng)我查看儀表板，看到健康因子下降到經(jīng)驗(yàn)閾值以下時(shí)，我聯(lián)系了我們的養(yǎng)蜂場(chǎng)經(jīng)理。當(dāng)我們?nèi)�檢查蜂巢時(shí)，發(fā)現(xiàn)確實(shí)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(xué)電氣與計(jì)算機(jī)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(gè)蜂巢低于 50 美元 —— 是首要任務(wù)。

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(xiàn)成的組件制作一個(gè)非常便宜的設(shè)備，這樣養(yǎng)蜂人就能買得起。”

該研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)在進(jìn)行下一階段的工作，即開發(fā)可以安裝在蜂巢上、能夠根據(jù)電子蜜蜂獸醫(yī)技術(shù)的預(yù)測(cè)做出反應(yīng)的自動(dòng)蜂巢氣候控制系統(tǒng)，自動(dòng)調(diào)節(jié)蜂巢溫度。

侯賽因說：“目前，我們只能發(fā)出預(yù)警。但在下一階段，我們正在設(shè)計(jì)一個(gè)系統(tǒng)，在需要時(shí)能夠自動(dòng)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(nèi)基梅隆大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)教授克里斯托斯・法勞索斯（Christos Faloutsos），以及河濱加州大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)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(xué)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(duì)蜜蜂時(shí)間序列進(jìn)行有原則的挖掘、預(yù)測(cè)和監(jiān)測(cè)》，《美國計(jì)算機(jī)協(xié)會(huì)知識(shí)發(fā)現(xiàn)與數(shù)據(jù)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