從蜂巢資料流到聲學，SAS 使用機器學習和分析來增加蜜蜂數量

2020年5月20日

卡里 — SAS 希望幫助拯救世界第一大糧食作物授粉媒介—蜜蜂。它就在三角區的後院進行。

為了配合世界蜜蜂日，這家位於卡里的軟體分析公司今天證實，它正在進行三個獨立的項目，其中的技術正在監測、追蹤和改善全球授粉昆蟲的數量。

其中包括使用「聲學流系統」觀察蜂箱的即時狀況；與阿巴拉契亞州立大學合作進行世界蜜蜂計數，以視覺化世界蜜蜂數量數據；解碼蜜蜂的通訊，以最大限度地獲取食物。

SAS 營運長兼技術長奧利佛‧沙本伯格(Oliver Schabenberger) 在一份報告中表示：「透過將先進的分析和人工智慧應用於蜂箱健康，我們作為一個社會可以更好地保護我們生態系統中這至關重要的部分，並最終確保我們的食品供應。

非侵入式監測蜂箱健康狀況

SAS IoT 部門的研究人員正在開發一種 “生物聲學監測系統” 使用 SAS 事件流程處理和 SAS Viya 軟體中提供的數位訊號處理工具和機器學習演算法，非侵入性地追蹤蜂箱的即時狀況。

透過將感測器連接到 SAS 位於北卡羅來納州卡里總部的四個 Bee Downtown 蜂箱，該團隊開始串流傳輸蜂巢數據直接傳輸到雲端，連續測量蜂巢內和周圍的數據點，包括重量、溫度、濕度、飛行活動和聲學。流內機器學習模型被用來「聆聽」蜂巢的聲音，這可以顯示健康狀況、壓力水平、蜂群活動和蜂王的狀態。

為了確保僅使用蜂巢的嗡嗡聲來確定蜜蜂的健康和幸福，研究人員使用強大的主成分分析（RPCA）（一種機器學習技術）從蜂巢麥克風收集的聲音清單中分離出無關或不相關的噪音。

研究人員發現，利用 RPCA 功能，他們可以檢測到工蜂「發出聲音」的頻率範圍與處女蜂王在蜂群後發出聲音的頻率範圍相同，這可能會評估蜂王是否存在。然後，研究人員設計了一個自動化管道來檢測蜂群後的蜂王管道或蜂群中沒有蜂王時發生的工蜂管道。

SAS 表示，聲學分析可以立即提醒養蜂人蜂王消失，這對於顯著降低蜂群損失率至關重要。據估計，美國蜂箱的年損失率超過 40%，其中 25-40% 是由於蜂王失敗造成的。

SAS 表示，透過該系統，養蜂人將更深入地了解他們的蜂巢，而無需進行耗時且破壞性的手動檢查。

「身為養蜂人，我知道蜜蜂對我們生態系統的影響有多大，我受到啟發去尋找創新的方法來飼養更健康的蜜蜂，使我們所有人受益，」物聯網部門的傑出研究統計學家開發人員Anya McGuirk 說。

研究人員表示，他們計劃很快實施聲流系統，並繼續尋找擴大技術用途的方法，以幫助蜜蜂，並最終幫助人類。

可視化世界傳粉昆蟲種群

SAS 還推出了一種資料視覺化功能，可以繪製出全球「統計」的蜜蜂數量，以供世界蜜蜂數量是由阿巴拉契亞州立大學分析研究和教育中心 (CARE) 共同發起的一項計劃。

SAS 表示，其目標是：讓世界各地的公民拍攝蜜蜂照片，作為了解蜜蜂數量驚人下降的原因的第一步。

阿巴拉契亞州立大學CARE 教授兼執行董事Joseph Cazier 表示：「世界蜜蜂計數使我們能夠眾包蜜蜂數據，以可視化地球上的蜜蜂數量，並創建迄今為止最大、信息最豐富的蜜蜂數據集之一。

5 月初，世界蜜蜂計數應用程式推出，供用戶（養蜂人和公眾，又稱為「公民資料科學家」）在全球授粉者地圖上添加資料點。在應用程式中，養蜂人可以輸入他們擁有的蜂箱數量，任何用戶都可以從相機膠卷或透過應用程式內的相機提交傳粉者的照片。透過 SAS Visual Analytics，SAS 創建了視覺化地圖顯示用戶透過應用程式提交的圖像 - 它說，這可能會提供有關導致最健康的蜜蜂種群的條件的見解。

SAS 表示，在該計畫的未來階段，該應用程式創建的強大資料集可以幫助大學和研究機構等團體更好地制定拯救這些重要生物的策略。

利用機器學習最大限度地增加蜜蜂獲取食物的機會

來自 Amesto NextBridge 的團隊代表北歐地區贏得了冠軍 2020 SAS 歐洲、中東與非洲黑客馬拉松，挑戰參與者使用 SAS Viya 提高永續性。他們的獲獎計畫利用機器學習來最大限度地提高蜜蜂獲取食物的機會，從而有利於人類的食物供應。

與合作關係牛肉期貨期間，該團隊開發了一種系統，能夠使用 Beefutures 的觀察蜂巢和 SAS Viya 自動檢測、解碼和繪製蜜蜂「搖擺」舞蹈的圖譜。

「手動觀察所有這些舞蹈幾乎是不可能的，但透過使用蜂巢內部的影片片段並訓練機器學習演算法來解碼舞蹈，我們將能夠更好地了解蜜蜂在哪裡尋找食物，」該計畫負責人Kjetil Kalager 說。「我們將這些資訊以及蜂巢座標、太陽角度、一天中的時間和蜂巢周圍的農業資訊整合到SAS Viya 的互動式地圖中，然後養蜂人可以輕鬆解碼這些蜂巢訊息，並在必要時重新定位到更適合的環境。

SAS 表示，這種對搖擺舞的系統即時監控使蜜蜂能夠充當其生態系統的感測器。它還可能揭示蜜蜂透過舞蹈交流的其他訊息，這些訊息可以幫助我們拯救和保護它們的族群。

原文來源： WRAL 技術線