양봉 벌집 센서, 꿀벌 군집 보존에 희망 제공
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벌집 센서, 꿀벌 군집 보존에 희망 제공
혁신으로 벌집 건강 원격 모니터링 가능날짜: 2025년 2월 24일출처: 캘리포니아 대학교 리버사이드요약: 컴퓨터 과학 팀이 센서 기반 기술을 개발했는데, 이는 벌집 손실을 줄이고 노동 비용을 낮춤으로써 상업적 양봉에 혁명을 일으킬 수 있습니다.이 기술은 저렴한 열 센서와 예측 모델을 사용하여 벌집 온도가 위험한 수준에 도달할 시기를 예측합니다.이 시스템은 원격 양봉가에게 조기 경고를 제공하여 극심한 더위나 추위로 인해 벌집이 붕괴되기 전에 예방 조치를 취하거나 벌이 질병, 살충제 노출, 식량 부족 또는 기타 스트레스 요인으로 인해 벌집 온도를 조절할 수 없는 경우에 예방 조치를 취할 수 있도록 합니다.
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UC 리버사이드 컴퓨터 과학 팀이 센서 기반 기술을 개발했는데, 이는 벌집 손실을 줄이고 노동 비용을 낮춤으로써 상업적 양봉에 혁명을 일으킬 수 있습니다.
전자 벌수의사(EBV)라고 불리는 이 기술은 저렴한 열 센서와 예측 모델을 사용하여 벌집 온도가 위험한 수준에 도달할 시기를 예측합니다. 이 시스템은 원격 양봉가에게 조기 경고를 제공하여 극심한 더위나 추위로 인해 벌집이 붕괴되기 전에 예방 조치를 취할 수 있게 하거나, 벌이 질병, 살충제 노출, 식량 부족 또는 기타 스트레스 요인으로 인해 벌집 온도를 조절할 수 없을 때 예방 조치를 취할 수 있게 합니다.
UCR의 컴퓨터 과학 박사 과정 학생이자 이 기술을 설명하는 논문의 주저자인 샤미마 호세인은 "우리는 온도를 건강 요인이라고 부르는 요인으로 변환하여 벌이 0에서 1까지의 척도로 얼마나 강한지를 추정합니다."라고 말했습니다.
이 단순화된 지표('1'은 벌이 최대 강도임을 의미)를 통해 기본 모델에 익숙하지 않은 양봉가도 벌집 건강을 빠르게 평가할 수 있습니다.
UCR의 곤충학 교수인 보리스 베어는 이 기술이 전 세계 농업의 광대한 분야에 필수적인 양봉에 혁명을 일으킬 수 있다고 믿습니다. 꿀벌은 80개 이상의 작물을 수분하고 매년 약 290억 달러를 미국 농업에 기여합니다. 그러나 벌 개체수는 서식지 감소, 살충제 노출, 기생충, 기후 변화 등 다양한 요인으로 인해 감소했습니다.
베어는 미국 전역의 벌집 손실을 모니터링하는 Project Apis m.의 데이터를 인용하며 "작년에 미국은 꿀벌 군집의 55% 이상을 잃었습니다."라고 말했습니다. "우리는 벌 개체수의 큰 붕괴를 경험하고 있으며, 이는 우리가 먹는 것의 약 3분의 1이 벌에 의존하기 때문에 매우 우려스러운 일입니다."
양봉가들은 이제 자신의 판단과 수동 검사에 의존하여 문제를 감지하고, 종종 지연된 개입으로 이어집니다. EBV를 사용하면 실시간 통찰력을 얻고 며칠 전에 상황을 예측하여 노동 비용을 크게 줄일 수 있다고 베어는 말했습니다.UCR의 Bourns 공과대학에서 Hossain과 다른 과학자들과 협력했습니다.
"사람들은 오랫동안 이런 센서를 꿈꿔왔습니다." 베어가 말했다. "제가 여기서 좋아하는 점은 이 시스템이 양봉가들이 이미 사용하는 벌집 설정에 완벽하게 통합되어 있다는 것입니다."
온도 변동은 벌집 건강에 대한 어떤 종류의 위협에 대한 첫 번째 반응 중 하나입니다. 베어는 꿀벌이 적절한 새끼 발달과 군집 생존에 필요한 섭씨 33~36도(화씨 91.4~96.8도) 사이의 정확한 벌집 내부 온도를 유지한다고 말했다. 호세인은
EBV 방법은 열 확산 방정식과 제어 이론을 기반으로 하여 과학자와 양봉가 모두가 예측을 해석할 수 있다고 말했다. 이 모델은 벌집 내부에 설치된 저비용 센서에서 수집한 온도 데이터를 사용하여 며칠 전에 벌집 상태를 예측하는 알고리즘에 해당 정보를 입력합니다.
UCR의 양봉장에서 실시한 테스트에서 EBV 방법은 초기 개발 중에 10개 벌집의 데이터를 분석한 다음 나중에 25개 벌집으로 확장했습니다. 이 기술은 이미 양봉가의 개입이 필요한 조건을 감지하여 효과가 입증되었습니다.
"대시보드를 보고 건강 요인이 경험적 임계값 아래로 떨어진 것을 보고 양봉장 관리자에게 연락했습니다." 호세인이 회상했습니다. "벌집을 점검하러 갔을 때 실제로 문제가 있음을 발견했고, 그들은 상황을 관리하기 위한 조치를 취할 수 있었습니다." UCR의 전기 및 컴퓨터 공학과 조교수인 효성 김은 벌집당 50달러 이하로 비용을 낮추는 것이 최우선 과제라고 설명했습니다.
"상업용 센서도 있지만 너무 비쌉니다." 김이 말했습니다. "양봉가가 감당할 수 있도록 기성품 구성 요소를 사용하여 매우 저렴한 장치를 만들기로 했습니다."
연구팀은 이미 다음 단계를 진행 중인데, 벌집에 설치하여 EBV의 예측에 대응하고 벌집 온도를 자동으로 조정할 수 있는 자동화된 벌집 기후 제어 장치를 개발하는 것입니다.
호세인은 "지금은 경고만 내릴 수 있습니다."라고 말했습니다. "하지만 다음 단계에서는 필요할 때 벌집을 자동으로 가열하거나 냉각할 수 있는 시스템을 설계하는 작업을 진행 중입니다."
호세인의 논문 제목은 "EBV+를 이용한 꿀벌 시계열의 원칙적 채굴, 예측 및 모니터링"입니다. 호세인, 베어, 킴 외에 공동 저자로는 카네기 멜론 대학의 컴퓨터 과학 교수인 크리스토스 팔루초스와 UCR의 컴퓨터 과학 및 공학 교수인 바실리스 초트라스가 있습니다.
모든 저자는 미국에서 가장 큰 수분매개자 건강 연구 허브 중 하나인 UCR의 통합 꿀벌 연구 센터에 있습니다.
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