Du streaming des données de ruche à l'acoustique, SAS utilise l'apprentissage automatique et l'analyse pour augmenter les populations d'abeilles

Date publiée: 20 mai 2020

CARIE — SAS veut aider à sauver le pollinisateur n°1 des cultures vivrières au monde : l'abeille domestique. Et cela se produit directement dans le jardin du Triangle.

Pour coïncider avec la Journée mondiale de l'abeille, la société d'analyse de logiciels basée à Cary a confirmé aujourd'hui qu'elle travaille sur trois projets distincts dans lesquels la technologie surveille, suit et améliore les populations de pollinisateurs dans le monde entier.

Ils incluent l’observation des conditions en temps réel des ruches à l’aide d’un « système de streaming acoustique » ; travailler avec l'Appalachian State University sur le décompte mondial des abeilles pour visualiser les données sur la population mondiale d'abeilles ; et décoder la communication des abeilles pour maximiser leur accès à la nourriture.

"En appliquant des analyses avancées et l'intelligence artificielle à la santé des ruches, nous avons une meilleure chance, en tant que société, de sécuriser cette partie d'une importance cruciale de notre écosystème et, en fin de compte, de notre approvisionnement alimentaire", a déclaré Oliver Schabenberger, COO et CTO de SAS, dans un communiqué. déclaration.

SURVEILLANCE NON INVASIVE DE LA SANTÉ DE LA RUCHE

Les chercheurs de la division SAS IoT développent un « système de surveillance bioacoustique » pour suivre de manière non invasive les conditions en temps réel des ruches à l'aide d'outils de traitement du signal numérique et d'algorithmes d'apprentissage automatique disponibles dans les logiciels SAS Event Stream Processing et SAS Viya.

En connectant des capteurs aux quatre ruches Bee Downtown de SAS à son siège social à Cary, en Caroline du Nord, l'équipe a commencé diffusion en continu des données de la ruche directement dans le cloud pour mesurer en continu les points de données dans et autour de la ruche, notamment le poids, la température, l'humidité, l'activité de vol et l'acoustique. Des modèles d’apprentissage automatique intégrés ont été utilisés pour « écouter » les sons de la ruche, qui peuvent indiquer la santé, les niveaux de stress, les activités d’essaimage et le statut de la reine des abeilles.

Pour garantir que seul le bourdonnement de la ruche était utilisé pour déterminer la santé et le bonheur des abeilles, les chercheurs ont utilisé une analyse robuste en composantes principales (RPCA), une technique d'apprentissage automatique, pour séparer les bruits parasites ou non pertinents de l'inventaire des sons collectés par les microphones de la ruche.

Les chercheurs ont découvert qu’avec les capacités du RPCA, ils pouvaient détecter les abeilles ouvrières « sifflant » dans la même gamme de fréquences qu’une reine vierge après un essaim, susceptible d’évaluer si une reine était présente. Les chercheurs ont ensuite conçu un pipeline automatisé pour détecter soit la tuyauterie des reines suite à un essaim, soit la tuyauterie des ouvrières qui se produit lorsque la colonie est sans reine.

SAS a déclaré que l'analyse acoustique peut alerter immédiatement les apiculteurs de la disparition des reines, ce qui est d'une importance vitale pour réduire considérablement les taux de perte de colonies. On estime que les taux de perte annuelle des ruches américaines dépassent 40 pour cent – et entre 25 et 40 pour cent de ces pertes sont dues à la défaillance des reines.

Grâce à ce système, SAS a déclaré que les apiculteurs auront une meilleure compréhension de leurs ruches sans avoir à effectuer des inspections manuelles fastidieuses et perturbatrices.

« En tant qu'apiculteur moi-même, je connais l'ampleur de l'impact des abeilles sur notre écosystème, et je suis inspiré pour trouver des moyens innovants d'élever des abeilles en meilleure santé pour le bénéfice de tous », a déclaré Anya McGuirk, statisticienne de recherche émérite et développeuse dans la division IoT de SAS.

Les chercheurs ont déclaré qu’ils prévoyaient de mettre en œuvre le système de diffusion acoustique très prochainement et qu’ils continuaient à chercher des moyens d’élargir l’utilisation de la technologie pour aider les abeilles domestiques – et, à terme, l’humanité.

VISUALISER LES POPULATIONS MONDIALES DE POLLINISATEURS

SAS lance également une visualisation de données qui cartographie les abeilles « comptées » dans le monde entier pour le Décompte mondial des abeilles, une initiative cofondée par le Center for Analytics Research and Education (CARE) de l'Appalachian State University.

L’objectif : inciter les citoyens du monde entier à prendre des photos d’abeilles, comme première étape vers la compréhension des raisons de leur déclin alarmant, explique SAS.

"Le World Bee Count nous permet de collecter des données sur les abeilles pour à la fois visualiser la population d'abeilles de notre planète et créer l'un des ensembles de données les plus vastes et les plus informatifs sur les abeilles à ce jour", a déclaré Joseph Cazier, professeur et directeur exécutif de l'Appalachian State University's CARE, dans une déclaration.

Début mai, l’application World Bee Count a été lancée pour permettre aux utilisateurs – apiculteurs et grand public, alias « citoyens data scientists » – d’ajouter des points de données à la carte mondiale des pollinisateurs. Dans l'application, les apiculteurs peuvent saisir le nombre de ruches dont ils disposent, et tout utilisateur peut soumettre des photos de pollinisateurs à partir de sa pellicule ou via la caméra intégrée à l'application. Grâce à SAS Visual Analytics, SAS a créé une carte de visualisation pour afficher les images que les utilisateurs soumettent via l'application – ce qui, selon lui, pourrait potentiellement fournir un aperçu des conditions qui conduisent aux populations d'abeilles les plus saines.

Dans les étapes futures de ce projet, a déclaré SAS, l'ensemble de données robuste créé à partir de l'application pourrait aider des groupes tels que les universités et les instituts de recherche à mieux élaborer des stratégies pour sauver ces créatures vitales.

UTILISER L'APPRENTISSAGE AUTOMATIQUE POUR MAXIMISER L'ACCÈS DES ABEILLES À LA NOURRITURE

Représentant la région nordique, une équipe d'Amesto NextBridge a remporté le Hackathon SAS EMEA 2020, qui a mis les participants au défi d'améliorer la durabilité en utilisant SAS Viya. Leur projet gagnant a utilisé l'apprentissage automatique pour maximiser l'accès des abeilles à la nourriture, ce qui bénéficierait à son tour à l'approvisionnement alimentaire de l'humanité.

En partenariat avec Beefutures, l'équipe a développé un système capable de détecter, décoder et cartographier automatiquement les danses « frétillantes » des abeilles à l'aide des ruches d'observation de Beefutures et de SAS Viya.

"Observer toutes ces danses manuellement est pratiquement impossible, mais en utilisant des séquences vidéo de l'intérieur des ruches et en entraînant des algorithmes d'apprentissage automatique pour décoder la danse, nous serons en mesure de mieux comprendre où les abeilles trouvent de la nourriture", a déclaré Kjetil Kalager, responsable de l'étude. l'équipe Amesto NextBridge et Beefutures. "Nous avons intégré ces informations, ainsi que les coordonnées des ruches, l'angle du soleil, l'heure de la journée et l'agriculture autour des ruches, dans une carte interactive dans SAS Viya. Les apiculteurs peuvent ensuite facilement décoder ces informations sur les ruches et se déplacer vers des environnements mieux adaptés si nécessaire."

SAS a déclaré que cette surveillance systématique en temps réel des danses frétillantes permet aux abeilles d'agir comme des capteurs pour leurs écosystèmes. Cela pourrait également révéler d’autres informations que les abeilles communiquent par la danse et qui pourraient nous aider à sauver et à protéger leur population.

Source originale de l’article : WRAL TechWire