Tekoäly opiskelee mehiläisen tanssia ja tapoja – tavoite on auttaa elintärkeitä pölyttäjiä menestymään - Tiede | HS.fi
Tiede|Pölyttäjät

Tekoäly opiskelee mehiläisen tanssia ja tapoja – tavoite on auttaa elintärkeitä pölyttäjiä menestymään

Nykytekniikalla isonkin mehiläisjoukon viestintää pystytään tulkitsemaan reaaliajassa. Se auttaa löytämään pesille parhaat paikat.

Mehiläinen on ihmisille tärkeä hunajan tuottajana, mutta vielä tärkeämpi kasvien pölyttäjänä.

Julkaistu: 10.6. 2:00

Mehiläinen kertoo tunnetusti tanssilla kavereilleen, mistä löytyy hyvä mesilähde.

Mehiläistanssin kuvasi jo viime vuosisadan alkupuolella itävaltalais-saksalainen biologi Karl von Frisch, joka sai työstään lääketieteen Nobelin palkinnon vuonna 1973.

Nyt isonkin mehiläisjoukon viestintää pystytään tulkitsemaan ajantasaisesti. Tarvitaan vain nykyaikainen digikuvaustekniikka, tehokkaat tietokoneet ja tekoäly koneoppimisen algoritmeineen.

Mehiläisiä vakoillaan jo keinolla jos toisella. Useat tekniikat auttavat saamaan tietoa mehiläisten tilasta ja pulmista nopeasti.­

Tähän mennessä hoitajat ovat tarkastaneet mehiläisten kuntoa avaamalla pesiä. Se antaa tietoa puutteellisesti ja viiveellä. Ajantasaisen tiedon avulla hoitaja voi puuttua pulmiin ajoissa.

Mehiläisen seurannan kehittämistä vauhdittaa tietoisuus siitä, että mehiläiset vähenevät. Se on suuri ongelma maailmalla. Yhdysvalloissa on laskettu, että 40 prosenttia mehiläisten pesistä tuhoutuu joka vuosi. Usein syynä on kuningattaren menetys.

Tarhamehiläiset tuovat helposti mieleen vain hunajan, mutta taloudellisesti merkittävintä on se, että ne pölyttävät kasveja.

Noin 75 prosenttia maailman ruokakasvien sadoista riippuu enemmän tai vähemmän pölytyksestä, kertoo hallitustenvälinen monimuotoisuuspaneeli Ipbe­s.

Suomessa mehiläisten pölytyspanos on kymmenen kertaa arvokkaampi kuin hunaja, kertoo Mehiläishoitajain Liitto.

Tutkijat ovat nimenneet useita mahdollisia syitä kantojen heikkenemiseen: varroapunkki, uudet virukset ja loiset, kasvin­suojeluaineet, stressi, ravinnon puute ja ympäristön muutokset.

Seuraamalla suurten mehiläisjoukkojen elämää ajantasaisesti saadaan uutta tietoa kantojen vaihtelun syistä.

Norjalaiset ja tanskalaiset tutkijat kuvasivat ensinnäkin mehiläisten tärkeitä tanssiliikkeitä videokameralla. Koneoppimisen laskentaohjelma tulkitsi suuren hyönteisjoukon tanssiviestejä ja puristi datasta tiedon parhaiden mesilähteiden sijainnista.

Tanskalainen ohjelmistotalo Amesto ja norjalainen mehiläispesien valmistaja Beefutures saivatkin palkinnon algoritmista, joka analysoi mehiläisten tanssia ohjelmointikisassa. Sen järjesti yhdysvaltalainen analytiikka­yritys SAS Institute.

Dataa käsiteltiin Piv-ohjelmistolla, joka on lainattu fysiikasta. Se on kuvien tulkinnan menetelmä, jonka avulla lasketaan pyörteisten hiukkasvirtausten nopeuksia.

Saatu tieto muokattiin ihmiselle käyttökelpoiseen muotoon Viya-ohjelmalla, jonka SAS Institute on tehnyt. Ohjelmistoyritys on kehittänyt tilasto­aineistojen käsittelymenetelmiä.

Mehiläisyksilöä seurataan sirun avulla.

Uuden tekniikan ansiosta mehiläishoitaja saa reaaliajassa älypuhelimeensa kartan, joka näyttää parhaat alueet, joilta kerätä mettä. Hän voi sitten siirrellä pesiä parhaisiin paikkoihin.

Mehiläisten työtaakka helpottuu ja hunajan tuotanto saadaan mahdollisimman tehokkaaksi.

Beefutures kaupallistaa parhaillaan tekniikkaa. Mehiläistanssia tulkitseva pesä on saatavilla vuonna 2021 kaupalliseen käyttöön, ympäristötutkimuksiin jo aikaisemmin, kertoo HS:lle yhtiön toimitusjohtaja ja perustaja Christophe Brod.

Suuraineistojen eli Big Datan hyödyntämistä mehiläishoidossa ja pölytyspalveluissa tutkitaan ympäri maailman.

Suomessa kehitetään mehiläishoitajille tietokonetukea eurooppalaisessa B-Good-hankkeessa

”Tutkimukset aloitetaan tänä kesänä kahdeksassa koetarhassa, jotka sijaitsevat eri puolilla maata. Pohjoisin on Rovaniemellä”, kertoo pääkouluttaja, mehiläishoidon neuvoja Maritta Martikkala Mehiläishoitajain Liitosta. Liitto on yksi hankkeen osanottajista.

Kaikkiaan B-Goodiin osallistuu seitsemäntoista yliopistoa ja muuta organisaatiota kolmestatoista maasta.

Tänä kesänä kokeita käynnistetään Suomen lisäksi neljässä muussa maassa. Nelivuotisen tutkimuksen viimeisessä vaiheessa pesiä tutkii jokainen osallistuva maa kahdeksalla mehiläistarhalla.

Hanketta koordinoi mehiläistutkija, professori Dirk de Graaf hollantilaisen Gentin yliopiston biokemian ja mikrobiologian laitokselta. Hänen ryhmänsä on tutkinut mehiläisen talvikuolleisuuden syitä tilastollisesti.

B-Good-tutkimuksessa kiihtyvyysanturit keräävät tietoa mehiläisten liikkeistä. Kaasun ja lämpötilan mittarit seuraavat mehiläisten aktiivisuutta. Myös siitepölyn virtoja seurataan.

Sensorit ja pikatestit havaitsevat hyönteismyrkkyjen jäämät ja mehiläisten virukset. Automaattiset laskimet tuottavat tietoa mehiläisten kuolleisuudesta pesän ulkopuolella.

Hankkeessa kerätään tietoa myös mehiläisten geeneistä. Koneoppimisen työkaluilla selvitetään, miten mehiläisen terveys riippuu ympäristötekijöistä.

Tavoitteena on saada työkaluja, jotka tuottavat mehiläisten hoitajille tietoa pesien tilasta mahdollisimman helpossa muodossa.

”Nykyään hoitajat pitävät pesien tapahtumista kirjaa digitaalisesti. Paperilappuja ei enää tarvita”, Martikkala sanoo.

”Tärkein asia mielestäni on se, että oikeiden hoitopäätösten teko helpottuu.”

B-Good on vain yksi monista hankkeista, jotka seuraavat mehiläisiä.

SAS Institute kehittää videoseurannan rinnalle ääneen perustuvaa mehiläisten seurantaa. Yhtiön tutkijat ovat parantaneet bioakustista järjestelmää mehiläispesän valvontaan.

Suurin innovaatio on pesän äänien tulkinta. Tutkijat nauhoittivat mehiläisten ääniä jo 1950-luvulla.

Nyt ääniä pystyy keräämään automaattisesti. Jo halvat takinlievemikrofonit ja digitaaliset äänitallentimet riittävät pesän kuunteluun.

Vaikeutena on ollut erottaa tärkeät äänet hälystä. Mikro­fonit nimittäin tallentavat mehiläisten äänien lisäksi lento­koneiden jyrinää, varisten vaakkumista, sammakoiden kurnutusta ja muuta kohinaa.

Tutkijat analysoivat äänitietoa tilastollisella analyysilla. Tärkeä tieto kaivetaan esille ja muutetaan katsottavaksi.

Tilastotutkija Anya McGuirk, joka itse harrastaa mehiläis­hoitoa, on testannut järjestelmää neljässä pesässä yhtiön pääkonttorin kampuksella Pohjois-Carolinan Caryssa.

Sensorit mittasivat pesän painoa ja kosteutta pesässä, mehiläisten lentoaktiivisuutta ja ääntelyä sekä lämpötilaa pesissä ja niiden ympärillä.

Toinen sovellus on mehiläistiedon visualisointi kartalla. SAS osallistuu yhdessä Appalakkien valtionyliopiston kanssa visuaalisella analytiikalla World Bee Count -hankkeeseen. Tavoite on selvittää mehiläisten ja muiden pölyttäjien määrä maailmassa.

Hanketta edistetään joukkoistamalla. Ilmaisella sovelluksella voi ottaa kännykkäkuvia pölyttäjistä ja ladata ne kartalle.

Maailmanlaajuista mehiläispesien tietoverkkoa rakennetaan World Bee -hankkeessa, jota vetää brittiläinen Readingin yliopisto.

yksittäisiä mehiläisiä kytketään verkkoon australialaisen Csiro-tutkimuslaitoksen hankkeessa.

Mehiläisen selkään liimataan ”reppu”, jossa on radiotaajuustunnus. Laskuri rekisteröi mehiläisen lennot pesästä ulos ja takaisin koko elämän ajan. Yhdistämällä lentotiedot koko pesän tietoihin saadaan kattava kuva populaation terveydestä.

Työhön osallistuu tutkimuslaitoksia kahdeksasta maasta. Reppu selässä on lennellyt jo puoli miljoonaa mehiläistä.

Tutkimus|Mesipistiäiset kärsivät pahasti hyönteismyrkyistä: Kimalaisten aivot kärsivät ja mehiläisille tulee epämuodostumia

Pölyttäjien kato pitää pysäyttää päättäväisillä toimilla, sanovat tutkijat

Luitko jo nämä?

Luetuimmat - Auto & Tiede