Dallo streaming dei dati dell'alveare all'acustica, SAS utilizza l'apprendimento automatico e l'analisi per aumentare le popolazioni di api

Data di pubblicazione: 20 maggio 2020

CARY — SAS vuole contribuire a salvare l'impollinatore numero uno al mondo delle colture alimentari: l'ape mellifera. E lo sta facendo proprio nel cortile del Triangolo.

In concomitanza con la Giornata mondiale delle api, la società di analisi software basata su Cary ha confermato oggi che sta lavorando su tre progetti separati in cui la tecnologia monitora, traccia e migliora le popolazioni di impollinatori in tutto il mondo.

Includono l’osservazione in tempo reale delle condizioni degli alveari utilizzando un “sistema di streaming acustico”; collaborare con l'Appalachian State University sul World Bee Count per visualizzare i dati sulla popolazione mondiale delle api; e decodificare la comunicazione delle api per massimizzare il loro accesso al cibo.

"Applicando l'analisi avanzata e l'intelligenza artificiale alla salute degli alveari, abbiamo maggiori possibilità come società di proteggere questa parte di fondamentale importanza del nostro ecosistema e, in ultima analisi, il nostro approvvigionamento alimentare", ha affermato Oliver Schabenberger, COO e CTO di SAS, in un dichiarazione.

MONITORAGGIO NON INVASIVO DELLA SALUTE DELL'ALVEARE

I ricercatori della Divisione IoT di SAS stanno sviluppando un “sistema di monitoraggio bioacustico” per monitorare in modo non invasivo le condizioni in tempo reale degli alveari utilizzando strumenti di elaborazione del segnale digitale e algoritmi di apprendimento automatico disponibili nei software SAS Event Stream Processing e SAS Viya.

Il team ha iniziato collegando i sensori alle quattro arnie Bee Downtown di SAS presso la sede centrale di Cary, Carolina del Nord streaming dei dati dell'alveare direttamente nel cloud per misurare continuamente i punti dati all'interno e intorno all'alveare, inclusi peso, temperatura, umidità, attività di volo e acustica. Sono stati utilizzati modelli di machine learning in-stream per “ascoltare” i suoni dell’alveare, che possono indicare salute, livelli di stress, attività di sciamatura e lo stato dell’ape regina.

Per garantire che solo il ronzio dell’alveare venisse utilizzato per determinare la salute e la felicità delle api, i ricercatori hanno utilizzato una robusta analisi delle componenti principali (RPCA), una tecnica di apprendimento automatico, per separare i rumori estranei o irrilevanti dall’inventario dei suoni raccolti dai microfoni dell’alveare.

I ricercatori hanno scoperto che con le funzionalità RPCA, potevano rilevare le api operaie che “suonavano” nella stessa gamma di frequenze alla quale una regina vergine suona dopo uno sciame, probabilmente per valutare se una regina era presente. I ricercatori hanno quindi progettato una tubazione automatizzata per rilevare le tubazioni delle regine che seguono uno sciame o le tubazioni delle operaie che si verificano quando la colonia è senza regina.

SAS ha affermato che l’analisi acustica può avvisare immediatamente gli apicoltori della scomparsa delle regine, il che è di vitale importanza per ridurre significativamente i tassi di perdita delle colonie. Si stima che il tasso di perdita annuale degli alveari statunitensi superi il 40% e tra il 25 e il 40% di queste perdite sia dovuto al fallimento della regina.

Con questo sistema, SAS ha affermato che gli apicoltori avranno una comprensione più profonda dei loro alveari senza dover condurre ispezioni manuali lunghe e disagiate.

"Come apicoltore, conosco l'entità dell'impatto delle api sul nostro ecosistema e sono ispirato a trovare modi innovativi per allevare api più sane a beneficio di tutti noi", ha affermato Anya McGuirk, eminente sviluppatore statistico di ricerca nella divisione IoT di SAS.

I ricercatori hanno affermato che intendono implementare il sistema di streaming acustico molto presto e stanno continuando a cercare modi per ampliare l’uso della tecnologia per aiutare le api mellifere e, in ultima analisi, l’umanità.

VISUALIZZAZIONE DELLE POPOLAZIONI DI IMPOLLINATORI DEL MONDO

SAS sta inoltre lanciando una visualizzazione dei dati che mappa le api “contate” in tutto il mondo per il Conteggio mondiale delle api, un'iniziativa co-fondata dal Center for Analytics Research and Education (CARE) presso l'Appalachian State University.

L’obiettivo: coinvolgere i cittadini di tutto il mondo a fotografare le api come primo passo verso la comprensione delle ragioni del loro allarmante declino, afferma SAS.

"Il World Bee Count ci consente di raccogliere dati sulle api in crowdsourcing sia per visualizzare la popolazione di api del nostro pianeta sia per creare uno dei set di dati più grandi e informativi sulle api fino ad oggi", ha affermato Joseph Cazier, professore e direttore esecutivo presso CARE dell'Appalachian State University, in una dichiarazione.

All’inizio di maggio è stata lanciata l’app World Bee Count per gli utenti – sia apicoltori che pubblico in generale, ovvero i “citizen data scientist” – per aggiungere punti dati alla mappa globale degli impollinatori. All'interno dell'app, gli apicoltori possono inserire il numero di alveari di cui dispongono e qualsiasi utente può inviare foto degli impollinatori dal rullino fotografico o tramite la fotocamera dell'app. Attraverso SAS Visual Analytics, SAS ha creato una mappa di visualizzazione per visualizzare le immagini inviate dagli utenti tramite l'app, che, si dice, potrebbe potenzialmente fornire informazioni sulle condizioni che portano a popolazioni di api più sane.

Nelle fasi future di questo progetto, ha affermato SAS, il solido set di dati creato dall’app potrebbe aiutare gruppi come università e istituti di ricerca a definire meglio le strategie per salvare queste creature vitali.

UTILIZZARE IL MACHINE LEARNING PER MASSIMIZZARE L'ACCESSO DELLE API AL CIBO

In rappresentanza della regione nordica, una squadra di Amesto NextBridge ha vinto il premio Hackathon SAS EMEA 2020, che ha sfidato i partecipanti a migliorare la sostenibilità utilizzando SAS Viya. Il loro progetto vincitore ha utilizzato l'apprendimento automatico per massimizzare l'accesso delle api al cibo, il che a sua volta andrebbe a beneficio dell'approvvigionamento alimentare dell'umanità.

In collaborazione con Beefuture, il team ha sviluppato un sistema in grado di rilevare, decodificare e mappare automaticamente le danze “scuotitrici” delle api utilizzando le arnie di osservazione di Beefutures e SAS Viya.

"Osservare manualmente tutte queste danze è praticamente impossibile, ma utilizzando riprese video dall'interno degli alveari e addestrando algoritmi di apprendimento automatico per decodificare la danza, saremo in grado di capire meglio dove le api trovano il cibo", ha affermato Kjetil Kalager, responsabile di il team di Amesto NextBridge e Beefutures. “Abbiamo implementato queste informazioni, insieme alle coordinate dell’alveare, all’angolo del sole, all’ora del giorno e all’agricoltura attorno agli alveari in una mappa interattiva in SAS Viya e quindi gli apicoltori possono facilmente decodificare queste informazioni sull’alveare e trasferirsi in ambienti più adatti, se necessario.”

SAS ha affermato che questo monitoraggio sistematico in tempo reale delle danze scodinzolanti consente alle api di agire come sensori per i loro ecosistemi. Potrebbe anche scoprire altre informazioni che le api comunicano attraverso la danza e che potrebbero aiutarci a salvare e proteggere la loro popolazione.

Fonte articolo originale: WRAL TechWire