Jako vnější faktory, které negativním způsobem ovlivňují fyziologický stav včel a také celý chod včelstva, se nejčastěji uvádí klimatické změny, chronická intoxikace včel agrochemikáliemi, monotónnost či nedostatek včelí pastvy, ztráta přirozených ekosystémů a působení včelích patogenů, z nichž je nejčastější virová nákaza přenášená spolu s kleštíkem.
K dalším vnějším faktorům ovlivňujícím nastavení včelstva patří změny v teplotě a fotoperiodě během roku a s tím spojená dostupnost včelí snůšky. K vnitřním faktorům se řadí přítomnost či nepřítomnost včelí matky, dále přítomnost, množství a věková skladba včelího plodu, velikost a věková skladba včelstva, teplota, vlhkost a koncentrace plynů (O2, CO2, mnoho aromatických látek). Všechny tyto faktory ovlivňují kolektivní chování včel a celkově tak chod včelstva.
Komunikace superorganismu
Kolektivní chování je zprostředkováno komplexním přenosem souboru chemických a fyzikálních informací a zahrnuje řadu kognitivních a senzorických procesů. Včely mají bohatý a složitý systém komunikace, který jim umožňuje sdílet informace o zdrojích potravy, vzdálenosti, směru, přítomnosti predátorů a dalších skutečnostech. Zásadní roli hrají feromony, které řídí kolektivní chování včel skrze působení na jejich endokrinní rovnováhu včetně kastovního řádu, dělby práce, letové a sběrací aktivity. Dalším důležitým informačním zdrojem včel jsou vizuální a vibroakustické signály. Například ve vztahu k rojení jsou známy specifické zvukové projevy líhnoucích se matek.
Odezva včelstva na působení vnějších a vnitřních faktorů funguje na principu propracovaného a komplexního systému. Narušení či pozměnění některého z působících faktorů pak může vést k celé kaskádě jevů a ve včelstvu vyústit jako patologický proces. Pro vysokou komplexitu systému se předpokládá, že bližší pochopení nefyziologických procesů ve včelstvech je možné jen s vyvinutím a využitím integrálního modelového systému, který by zohlednil působení všech potenciálně klíčových faktorů a také by umožnil získat detailnější informace o kolektivním chování včel.
Nové metody monitoringu
Sledování a vyhodnocování chování včelstev se dosud většinou provádí empiricky na základě zkušeností včelaře. Nicméně v posledních letech se objevují platformy pro sběr a zpracovávání hodnot klíčových parametrů ve včelstvu, jako je hmotnost včelstva, koncentrace O2, CO2, vlhkost, teplota uvnitř úlu, vibroakustické signály s jejich přenosem prostřednictvím webové či mobilní aplikace, umožňující včelařům kontinuální monitoring včelstev.
Monitorovací systémy jsou postupně optimalizovány zaváděním nových webových technologií a inteligentních senzorů. Dále pak pomocí umělé inteligence, tzn. různých metod strojového učení a počítačového vidění. Kromě toho sílí snahy o vyvinutí skutečně efektivního automatického monitorovacího systému, který by byl založen jednak na bázi nejmodernějších komunikačních technologií, jednak na neuronových sítích, kognitivních systémech a poznatcích z oblasti zpracování velkých dat.
Inteligentní monitoring včelstev
Inteligentní monitoring včelstev kombinuje dostupné technologie a datové analýzy tak, aby poskytl včelařům a výzkumníkům detailní informace o zdraví včelstev, chování včel a vlivu prostředí na včelařskou činnost. Tímto způsobem je možné lépe porozumět odezvě včel na různé fyziologické či patologické impulzy.
Systémy inteligentního monitoringu mohou a již využívají několika technologií, jež mají za účel zejména zjednodušit a zrychlit práci včelařů. Jedná se o následující prvky:
Senzory
Senzory jsou umístěny přímo v úlech, slouží k měření parametrů, jako je například teplota, vlhkost, hlučnost, úlová váha či vibrace, a poskytují informace o aktivitě včel, vývoji populace a stavu včelstva. Systémy umělé inteligence dokážou sdružit naměřené hodnoty a určit nebo aspoň automaticky odhadnout konkrétní stav.
RFID čipy
Očipováním včel, tzn. využitím mikročipů umístěných na včelách, se získávají informace o pohybové aktivitě včel ven z úlu a dovnitř úlu. Jejich hromadné zpracování může ukázat mnoho zajímavých detailů.
Obrazové snímače
Snímací zařízení, jako jsou kamery, umožňují vizuální monitorování aktivit včelstev. Tato technologie se využívá například ke sledování vstupu a výstupu včel do úlu, k analýze množství a typu pylu na včelách či k pozorování, jak se včelstvo chová. Obrazové snímače mohou být také doplněny rozpoznávacími algoritmy, které identifikují a sledují jednotlivé včely.
Analýza zvuku
Zvukové senzory, tj. mikrofony, se používají k zachycení zvuků produkovaných včelami. Tím se získávají informace o vibracích a zvukových vzorcích, které mohou poskytnout indikace o aktivitě včelstva. Například o jeho komunikaci, klidu nebo stresu, včetně jeho konkrétního původu. Právě zde může umělá inteligence svými schopnostmi zvládnout mnohem více než jiné dosud využívané matematické nástroje.
Mobilní aplikace a online platformy
Využívány jsou především ke sběru, sdílení a prezentaci výstupů z monitorování včelstev. Umožňují uživatelům sledovat vývoj včelstev, analyzovat jejich stav, sdílet informace a přijímat doporučení pro správu včelstev.
Analytické nástroje a zpracování dat
Jedná se zejména o algoritmy pro zpracování a interpretaci velkého množství dat získaných při monitorování včelstev. Díky nim lze získat a identifikovat vzorce, trendy a informace, které mají hodnotu pro včelaře i zemědělce. Například analýza chování včel může pomoci určovat snůškově bohaté oblasti, detekovat zdravotní problémy včelstev a navrhovat optimální opatření pro jejich ochranu.
Závěr
Při vývoji nejmodernějších monitorovacích systémů včelstev je snahou využít komplexní, a přitom velmi detailní přístup při sběru a analýze dat. Lze věřit, že poznatky získané z těchto systémů, hlavně co se týče kolektivního chování včel či reakce včel k působení stresových faktorů, budou postupem času velmi dobře využitelné v běžné včelařské praxi.
Aktuální projekt
Tento článek vznikl v rámci spolupráce mezi Biologickým centrem AV ČR v Českých Budějovicích, Západočeskou univerzitou v Plzni a firmou Softech v Plzni na projektu Studium vlivu klimatických změn na stav včelstev prostřednictvím biologických analýz a umělé inteligence (Inter-Action LUAUS23 – LUAUS23128, MŠMT).
Projekt je mj. založen na spolupráci se sítí včelařů z různých regionů České republiky. V současné době probíhá nábor zájemců z řad včelařů o spolupráci na projektu. Případní zájemci se mohou obrátit na RNDr. Radmilu Čapkovou Frydrychovou, Ph.D., prostřednictvím e-mailu radmila.frydrychova@seznam.cz.
