Svi ‘zuje’ o tome – pametne košnice i rasplesane robotske pčele potiču održivo pčelarstvo

Horizon - Zelena industrija - 26.08.2024.

Kratki elektronički zvuk znak je da je profesoru Dirku de Graafu na pametni telefon stigla obavijest. Radi se o poruci od košnice koja je u nevolji.

De Graaf, profesor biomedicinske fiziologije i fiziologije kukaca te ravnatelj Laboratorija molekularne entomologije i patologije pčela pri Sveučilištu u Ghentu u Belgiji posljednjih pet godina razvija sustav za prikupljanje podataka iz košnica koji bi trebao znatno poboljšati stope preživljavanja.

Pametne košnice

Canva

U okviru projekta B-GOOD, istraživačke inicijative na razini cijele Europe koju financira EU, de Graaf i tim istraživača iz 13 europskih država udružili su snage u razdoblju od sredine 2019. i studenog prošle godine kako bi istražili na koji način nove tehnologije mogu pomoći u podržavanju zdravlja pčela i održivosti pčelarstva.

Istraživači su osmislili nadzorni sustav koji može prepoznati probleme u košnici, a pčelaru dati prilagođene savjete o tome kako intervenirati. Taj bi sustav mogao biti ključni saveznik pčelarima, kojih je prema procjenama 2021. u EU-u bilo 615 000.

Razvili su digitalno saće: tanku tiskanu pločicu s raznim senzorima oko koje pčele grade svoje saće. Kad se nekoliko takvih pločica postavi u košnicu, istraživačima šalju podatke i omogućuju praćenje u stvarnom vremenu.

Volvo električni kamioni su prešli 80 milijuna kilometara u pet godina i uštedjeli 25 milijuna litara dizela
Možda vas zanimaVolvo električni kamioni su prešli 80 milijuna kilometara u pet godina i uštedjeli 25 milijuna litara dizela

U sljedećem je koraku trebalo odgonetnuti kako interpretirati podatke. „Ključni je izazov bilo otkriti koji parametri najviše doprinose zdravlju košnice”, kaže de Graaf.

Tijekom triju sezona skupina znanstvenika pratila je gotovo 400 pčelinjih zajednica diljem 13 država sudionica, što im je omogućilo da izrade algoritme za pomoć u interpretaciji podataka koje su prikupili s pomoću digitalnih saća.

„Pokazalo se da je težina dobar pokazatelj toga hoće li pčelinja zajednica preživjeti zimu”, kaže de Graaf. „S pomoću svoje tehnologije sada možemo otkriti kojim je zajednicama potrebna intervencija. Zatim o tome obavještavamo pčelare putem prilagođenih obavijesti s konkretnim uputama.”

Tehnologija i pčelarstvo

Pčele su temeljna vrsta ključna za oprašivanje divljih biljaka i mnogih uzgajanih kultura za proizvodnju hrane, uključujući čokoladu, kavu, rajčice i borovnice. Procjenjuje se da oko četiri od pet vrsta sorti poljoprivrednih i divljih biljki koje cvjetaju u Europi ovisi, barem u nekoj mjeri, o kukcima oprašivačima.

Međutim, broj divljih oprašivača u Europi, ali i u svijetu, u naglom je padu uslijed kombiniranog učinka klimatskih promjena, gubitka staništa i rasprostranjene uporabe pesticida. Prema europskom crvenom popisu ugrožena je populacija otprilike jedne od tri vrste pčela, leptira i osolikih muha. De Graaf učinak pesticida smatra osobito štetnim.

Možda vas zanimaKineki izvoz automobila bilježi velik skok i u travnju, posebice električnih

„Vrlo često pčele ne umiru odmah nakon izlaganja pesticidima, nego razviju probleme s pamćenjem i s vremenom se ne uspiju vratiti u svoju košnicu”, kaže de Graaf.

Neki pčelari, uglavnom mlađi, koji se više razumiju u tehnologiju, već upotrebljavaju automatsko prikupljanje podataka iz košnice. Sad je cilj promicati upotrebu tih alata cijeloj zajednici pčelara, što će omogućiti prikupljanje podataka u većim razmjerima. U tu svrhu istraživači blisko surađuju s inicijativom EU Bee Partnership, platformom na razini cijelog EU-a koja se bavi zdravljem pčela i upravljanjem podacima, a pokrenuta je 2017.

„Kad bi se više pčelara oslanjalo na ovu tehnologiju, to bi donijelo potpuni preokret. Mogli bismo zdravlje pčela promatrati iz druge perspektive”, rekao je de Graaf.

Tehnologija koju su razvili možda će moći pomoći pčelarima i u planiranju budućih košnica. Znanstvenici iz projekta B-GOOD upotrebljavaju podatke za izradu virtualnih krajolika koji predviđaju kako će košnica reagirati na određene okolišne uvjete. „To je slično simulatoru leta namijenjenom pčelarima”, rekao je.

Nastavak financiranja iz EU-a omogućit će istraživačima projekta B-GOOD da nastave sa svojim dragocjenim radom u okviru istraživačke inicijative BETTER-B koja će trajati do svibnja 2027.

Pogled iznutra

Profesor Thomas Schmickl, profesor zoologije na Sveučilištu u Grazu u Austriji, također je posljednjih pet godina proveo istražujući upotrebu najnovijih tehnologija za podržavanje zdravlja pčela, i to u okviru druge istraživačke inicijative koju financira EU pod nazivom HIVEOPOLIS, a koja je trajala od 2019. do ožujka ove godine.

Schmickl je osnivač Laboratorija za umjetne oblike života (ALL, od eng. Artificial Life Lab) pri sveučilištu u Grazu. Radi se o međunarodnom laboratoriju za interdisciplinarna istraživanja u kojem se provode istraživanja u području kolektivne inteligencije, samoorganizacije, robotike roja i algoritama nadahnutih biologijom.

Velik dio rada koji se odvija u ALL-u temelji se na nadahnuću iz prirode koje se upotrebljava za nove ideje u robotici. U okviru projekta HIVEOPOLIS istraživači taj koncept preokreću i umjesto toga proučavaju kako napredak u robotici može pomoći u pružanju podrške prirodi. Schmickl taj koncept naziva hakiranjem ekosustava.

„Medonosne pčele nevjerojatno su moćne. Ako njima pružate podršku, pružate podršku i cijelom okolišu oko njih”, kaže Schmickl. „Oprašivanje se može održati samo uz pomoć pčela.”

Ističe da smanjenjem oprašivanja kukaca dolazi do smanjenja poljoprivrednih uroda, što uzrokuje rast cijena hrane. A to poljoprivrednike prisiljava na uporabu intenzivnih poljoprivrednih metoda štetnih za okoliš koje vode do daljnjeg pada u populaciji kukaca. To je začarani krug.

Kao i tim znanstvenika iz istraživanja B-GOOD, istraživači projekta HIVEOPOLIS razvili su digitalno saće opremljeno senzorima. Mjerenjem temperatura na različitim točkama u košnici istraživači mogu uspješno odrediti što se u njoj događa.
Primjerice, to pčelarima omogućuje da otkriju na kojem se mjestu u košnici nalazi pčelinje leglo. Tada pčelari mogu otvoriti košnicu, a da ne uznemiruju osjetljivo područje legla.

Grijanje zimi

No digitalna saća projekta HIVEOPOLIS nisu samo senzori, već se mogu i aktivirati kako bi zagrijali određene dijelove košnice, a Schmickl tvrdi da upravo to može uvelike utjecati na stope preživljavanja.

„Mnoge pčelinje zajednice umiru zimi”, kaže. „Za preživljavanje im treba med, ali nekad ne mogu dosegnuti spremišta meda pa pčele umru od hladnoće dok ih pokušavaju dosegnuti.” Ako im pomognu zadržati toplinu tijekom zime, pčelari mogu povećati stopu preživljavanja pčelinjih zajednica.

„Sad prvi put možemo promijeniti temperaturu iz unutrašnjosti košnice izravnim slanjem te naredbe putem interneta. To još nitko nikad nije učinio”, rekao je.

U početku nije bilo jasno kako će pčele reagirati na tehnologiju. Međutim, pokusima se dokazalo da su pčelinje zajednice reagirale pozitivno, ali i da kolektivna inteligencija reagira na promjene temperature smanjenjem količine topline koju proizvode same pčele, što im pomaže u očuvanju energije.

Rasplesane pčele

Nadahnuti radom austrijskog istraživača Karla von Frischa, znanstvenici projekta HIVEOPOLIS istražili su i mogućnost komunikacije s pčelama na osobito originalan način.

Godine 1973. von Frisch je dobio Nobelovu nagradu za svoj rad na dešifriranju pčelinjeg plesa kojima pčele komuniciraju lokacije izvora hrane.

Pretpostavio je da se kombinacijom kuta u odnosu na košnicu, formacije plesa i brzine pokreta zatkom ukazuje na smjer i udaljenost izvora hrane. Čini se da je vrsta komunikacije pokretom jedinstvena u svijetu kukaca, a istraživačima je fascinantna.

Dr. Tim Landgraf, profesor umjetne i kolektivne inteligencije na sveučilištu Freie Universität Berlin u Njemačkoj, jednoj od partnerskih institucija projekta HIVEOPOLIS, nastavio je istraživati na temelju svog ranijeg rada. Taj je rad obuhvaćao razvoj robotske rasplesane pčele pod nazivom RoboBee i doveo do prvih pokazatelja da bi pčele mogle biti voljne pratiti digitalnog partnera.
U okviru projekta HIVEOPOLIS, Landgrafov istraživački laboratorij osmislio je sustav za promatranje plesa pravih medonosnih pčela i prenošenja tih plesova na kartu kako bi ih se moglo pobliže analizirati.

U konačnici, znanstvenici projekta HIVEOPOLIS vjeruju da bi takav robot mogao voditi medonosne pčele prema sigurnim mjestima za prikupljanje hrane i dalje od opasnih područja, kao što su mjesta onečišćena pesticidima ili bolešću. Ali najprije žele bolje razumjeti sami ples.

Schmickl kaže da se nada da će pčelari dobro iskoristiti provedena istraživanja. „Imamo prototipe, a sad slobodno tržište treba te tehnologije iskoristiti u većim razmjerima.”

Autorica Sofia Strodt

Istraživanje u ovom članku financirano je kroz EU-ov program Horizon, uključujući, u slučaju projekta HIVEOPOLIS, i Europsko vijeće za inovacije (EIC). Stavovi sugovornika ne odražavaju nužno stavove Europske komisije. 

Više informacija:

Projekt B-GOOD
Projekt HIVEOPOLIS
Zaštita pčela EU-a
Strategija EU-a za biološku raznolikost do 2030.

​Ovaj je članak izvorno objavljen u časopisu Horizon, časopisu za istraživanje i inovacije EU-a.