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양봉 32,000개의 QR 코드 추적기가 벌집 내부를 독특하게 보여줍니다.

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작성자 관리자
댓글 0건 조회 2회 작성일 25-01-29 18:04

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32,000개의 QR 코드 추적기가 벌집 내부를 독특하게 보여줍니다.

요약해서

과학자들은 작은 QR 코드와 같은 태그를 사용하여 32,000마리의 꿀벌을 추적하여 이들이 이전에 생각했던 것보다 훨씬 오래 산다는 사실을 밝혔습니다. 4주가 아니라 최대 8주입니다.
대부분의 벌은 벌집 밖으로 1~4분 정도 빠르게 이동하지만 태그를 단 벌의 약 1/3은 2시간 이상 떨어진 곳에서 이동해 일반적인 먹이 찾기 거리에 대한 가정에 도전합니다.
1,500달러짜리 자동 모니터링 시스템은 벌이 실제로 먹이를 찾기 위해 이동하는 거리에 대한 정확한 데이터를 제공함으로써 보다 실용적인 유기 양봉 기준을 수립하는 데 도움이 될 수 있습니다.

펜실베이니아주 유니버시티 파크 — 펜실베이니아주 시골과 뉴욕의 수백 마리의 꿀벌이 등에 붙인 소형 QR 코드라는 작은 하이테크 액세서리를 달고 있습니다. 이 태그는 벌 패션의 최신 유행일 뿐만 아니라, 펜실베이니아 주립 대학에서 오랜 미스터리를 해결하기 위해 실시한 연구의 일부입니다. 꿀벌은 꽃가루와 꿀을 모으기 위해 벌집에서 얼마나 멀리 이동하는 것일까요?

BeeCam-AprilTag라고 불리는 이 시스템은 벌의 흉부 (몸의 중간 부분) 에 부착된 새끼손톱 크기의 특수 식별 태그를 사용합니다 . 이를 ID 배지 시스템이라고 생각해보세요. 보안 건물로 스캐닝하는 작업자처럼 이 벌들은 벌집 안팎으로 "윙윙거리며" 드나들며, 카메라는 맞춤형 입구를 통해 벌의 움직임을 기록합니다. HardwareX 에 게재된 연구는 이 특별히 설계된 태그로 꿀벌의 이동 패턴을 모니터링하는 것을 목표로 했습니다.

"야외 생물학에서 우리는 보통 눈으로 사물을 볼 뿐이지만, 인간이 할 수 있는 관찰의 수는 기계가 할 수 있는 것만큼 확장될 수 없습니다." 펜실베이니아 주립 대학교의 곤충학과 조교수이자 연구 저자인 마가리타 로페스-우리베가 성명을 통해 설명했습니다.

2024년 봄과 여름 내내 연구자들은 6개 지역에 걸쳐 32,000마리 이상의 벌에 태그를 달았습니다. 2주마다 6개 군집에 걸쳐 새로 나온 어린 벌 600마리를 선택했습니다 . 이 어린 벌들은 이상적인 후보였습니다.

연구자들은 상업적으로 판매되는 장비를 사용하여 6개 양봉장에 있는 모든 군집의 입구에 주 7일, 하루 24시간 작동하는 추적 카메라를 설치했습니다. 이 군집에서 카메라는 W5라는 라벨이 붙은 보호 상자에 들어 있으며, 벌이 출입할 수 있는 작은 틈새 위에 있습니다. 장비 비용은 6개 군집이 있는 양봉장당 총 1,500달러 미만입니다. (출처: Margarita López-Uribe, Robyn Underwood, Julio Urbina, Diego Penaloza-Aponte 및 팀/Penn State 제공)

공동 저자 로빈 언더우드는 "우리는 어린 벌을 대상으로 삼아 벌의 나이를 더 정확하게 추적할 수 있었습니다. 특히 벌이 날기 시작할 때와 날기를 멈출 때 말입니다."라고 말합니다. "어린 벌은 또한 더 부드럽고 아직 쏘지 않기 때문에 다루기가 더 쉽습니다."

추적 시스템은 Raspberry Pis라는 저렴한 미니컴퓨터와 카메라, 조명, 특수 입구 터널을 결합합니다. 전체 설치 비용은 양봉장(6개 군집 포함)당 1,500달러 미만입니다.

"저희의 목표는 실험실에서 멀리 떨어진 시골 환경에서 태양광 으로 작동할 수 있는 것을 개발 하고 모든 것을 오픈 소스로 만드는 것이었습니다. 누구나 이 시스템을 사용하고 수정할 수 있습니다." 공동 저자인 디에고 페날로자-아폰테가 말했습니다.

기록된 대부분의 비행은 1~4분 동안 지속되었고, 날씨를 확인하거나 " 정화 비행"을 하기 위한 짧은 여행도 있었지만, 일부 벌은 훨씬 더 오랜 시간 동안 떨어져 지냈습니다. 사실, 태그가 달린 벌의 34%가 2시간 이상 떠났습니다. 꽃이 덜 핀 주에는 더 많은 벌이 더 오랜 시간 동안 먹이를 찾아 헤매었고, 아마도 더 멀리 이동해서 음식을 찾았을 것입니다.

연구자들은 아직 날 수 없고 날카로운 침이 없는 어린 벌의 등에 QR 코드를 부착했습니다. 한 시즌 동안 그들은 32,000마리 이상의 벌에 태그를 달았습니다. (출처: Margarita López-Uribe, Robyn Underwood, Julio Urbina, Diego Penaloza-Aponte 및 팀 제공)

아마도 가장 놀라운 점은 이 연구가 벌의 수명 에 대한 기존의 믿음에 도전했다는 것 입니다. 꿀벌은 약 28일 동안 산다고 생각되었지만, 연구자들은 꿀벌이 초기 2주간의 성숙 기간 이후 6주 동안 먹이를 찾는 것을 관찰했는데, 이는 이전에 생각했던 것보다 훨씬 더 깁니다.

이 연구는 유기 양봉 관행에 대한 정보를 제공하는 것을 목표로 합니다 . 미국 농무부는 2010년에 유기 인증 기준을 제안했지만, 결코 시행되지 않았습니다. 현재 추정에 따르면 벌은 벌집에서 최대 10km까지 날 수 있지만, 연구자들은 이 거리는 흔하지 않다고 생각합니다. 더 정확한 데이터는 실용적인 유기 인증 요건을 확립하는 데 도움이 될 수 있습니다.

앞으로 팀은 버지니아 공대와 협력하여 먹이를 찾는 시간을 "와글 댄스" 데이터(벌이 벌집 동료 에게 식량 공급 위치를 알리는 데 사용하는 신체 움직임)와 비교합니다. 또한 다른 벌 유형을 추적하고 과학자와 양봉가에게 자체 모니터링 시스템을 구축하는 방법을 가르치는 워크숍을 개최할 계획입니다 .

논문 요약

방법론

연구자들은 천연 접착제를 사용하여 새로 나온 벌에 AprilTag 마커를 부착했습니다. 이 태그는 벌을 모니터링 터널로 유도하는 개조된 벌집 입구에 있는 카메라에 의해 감지됩니다. 태양열 Raspberry Pi 컴퓨터는 실시간으로 이미지를 처리하여 진입과 출구를 기록합니다. 데이터는 무선으로 중앙 컴퓨터로 전송되며, 연구자들이 매주 수동으로 수집합니다.

결과

21일 동안 시스템은 3,297개의 개별 이벤트(32% 진입, 18.77% 종료, 49.23% 미확인)에 걸쳐 15,736개의 탐지를 기록했습니다. 추적된 675개의 완전한 여행 중 533개가 2시간 이내에 지속되었습니다. 대부분의 여행은 1~4분 이내에 이루어졌으며 평균 18분 38초였습니다.

제한 사항

기술적 어려움에는 빠른 벌의 움직임, 거꾸로 기어다니는 것, 창문 오염을 보는 것에서 감지를 놓치는 것이 포함되었습니다. 일부 벌은 입구에서 시간을 보내며 매일 수백 개의 중복 판독값을 생성했습니다. 태양광 발전은 흐린 기간이 길어질 때 백업 배터리가 필요했습니다.

토론 및 주요 내용

BeeCam-AprilTag 시스템은 자동화된 장기 벌 모니터링의 잠재력을 보여줍니다. 먹이 패턴을 추적하는 것 외에도 벌의 수명과 행동에 대한 예상치 못한 통찰력을 보여주었습니다. 이 시스템의 오픈 소스 설계는 향후 수정 및 개선을 허용합니다.

자금 조달 및 공개

이 연구는 미국 농무부 산하 국립 식량 농업 연구소의 지원을 받았습니다. 추가 자금은 Penn State Drawdown Scholar Program, College of Engineering, Institute of Energy and the Environment에서 지원했습니다.