研究人员创建了一种系统，帮助养蜂人监测和分析蜜蜂窝的健康状况，并采取纠正措施以防止蜂群崩溃——当大多数工蜂离开蜂群和它的蜂后时。蜜蜂窝利用温控来确保蜂窝温度保持在33到36摄氏度之间，约91到97华氏度。例如，当天气凉时，蜜蜂可能会聚集以创造隔热，或在炎热时扇动翅膀。但是，当蜜蜂窝经历外部压力，例如农药或意外天气事件时，它们失去了调节蜂窝温度的能力。
蜜蜂为人们吃喝的三分之一提供授粉，从咖啡到杏仁，但由于极端天气、农药和寄生虫，蜂群数量正在减少。
来自卡内基梅隆大学计算机科学学院（SCS）和加利福尼亚大学河滨分校（UC Riverside）的研究人员创建一种系统，帮助养蜂人监测和分析蜜蜂窝的健康状况，并采取纠正措施以防止蜂群崩溃——当大多数工蜂离开蜂群和它的蜂后时。
蜜蜂窝利用温控来确保蜂窝温度保持在33到36摄氏度之间，约91到97华氏度。例如，当天气凉时，蜜蜂可能会聚集以创造隔热，或在炎热时扇动翅膀。但是，当蜜蜂窝经历外部压力，例如农药或意外天气事件时，它们失去了调节蜂窝温度的能力。这时，养蜂人需要介入以拯救蜂窝。目前，养蜂人通过他们的判断和经验来管理蜂窝健康，以解决问题，这可能导致疏忽。
电子蜂兽医（EBV）使用低成本热传感器和预测预报来帮助养蜂人管理蜂窝温度和整体蜜蜂健康。研究人员使用两个传感器，一个放置在蜂窝外部，一个放置在内部，以探测蜜蜂窝中的实时温度。这些数据然后被输入到一个模型中，计算蜂窝健康因子。
卡内基梅隆大学计算机科学系的弗雷德金大学教授Christos Faloutsos表示，研究人员在开发EBV的蜂窝健康预测模型时，参考了热传递物理学的相关方程。
“我们根据热扩散、热传递和控制理论的基本原理推导出方程，”他说。“我们把这些方程组合在一起，然后将所有历史数据压缩成一个数字，即蜂窝健康因子。如果健康因子接近一，则蜜蜂健康且在进行温控。如果远低于一，则表示蜜蜂窝不健康，可能需要干预。一旦我们每天计算出这个健康因子，就可以进行标准预测，养蜂人可以采取进一步措施。”
可理解性是该项目的一个关键方面，Faloutsos表示。研究人员希望将所有信息压缩为一个数字，蜂窝健康因子，这样任何采用这种技术的养蜂人都可以轻易解读预测结果。
参与该项目的SCS博士生Jeremy Lee表示，团队的多学科专业知识促进了EBV的成功。除了卡内基梅隆大学外，河滨校区的团队包括计算机科学博士生Shamima Hossain，昆虫学教授Boris Baer，电气和计算机工程副教授Hyoseung Kim，以及计算机科学与工程教授Vassilis Tsotras。美国农业部国家食品和农业研究所资助了这项研究，并在2024年SIAM国际数据挖掘会议上展示了该团队的工作。
“这是我非常感兴趣的事情——利用我们在计算机科学方面的专长，与其他领域的专家合作，在其他领域产生影响，”Lee说。
Lee指出，这并不是他第一次进行研究，其中他在计算机科学方面的专业知识对现实世界产生了影响。与Faloutsos及其他卡内基梅隆大学和麦吉尔大学的同事一起，Lee与犯罪学专家合作以检测人口贩运。
该项目的下一阶段涉及自动化蜂窝气候控制。Faloutsos和UC Riverside团队已获得美国农业部资金，以研究如何利用EBV的数据来自动加热和冷却蜂窝，而无需养蜂人介入。这种技术可以最大化养蜂人的蜂蜜产量，并帮助他们防止未来潜在的挑战，例如来自蜜蜂疾病的压力。
