Beehive Project, het initiatief van een SAS data scientist met een passie voor bijenteelt
Er zijn veel initiatieven gericht op het behoud van deze essentiële bestuivers. Een daarvan, het Beehive Project, geleid door Daan Bijkerk, een datawetenschapper bij SAS Benelux, maakt gebruik van geavanceerde technologie.
Bijna 30% van de Europese bijensoorten wordt met uitsterven bedreigd. Ze moeten dringend worden gered. Dit is de missie van het Beehive Project. Het vereist een beter begrip van het milieu en zijn complexe verbindingen.
Omdat ik weet dat bijen met elkaar communiceren, heb ik een microfoon in de kast geïnstalleerd om hun ‘ruisende’ communicatie op te nemen,” legt Daan Bijkerk uit. Om deze ruis te interpreteren, gebruik ik bepaalde transformaties om de gegevens te analyseren. We hebben al verschillende frequenties op verschillende tijdstippen kunnen zien, wat mijn nieuwsgierigheid alleen maar heeft doen toenemen: wat proberen ze te zeggen? De originaliteit van het project ligt in het luisteren naar hen, via een microfoon in de bijenkorf.
De gezondheid van de bijenkorf voorspellen
Door de bijenkorf uit te rusten met sensoren die zijn aangesloten op het SAS-netwerk, verzamelt het systeem elke 10 minuten gegevens in realtime. Het systeem geeft advies aan de imker op basis van verschillende gegevens, waaronder de binnen- en buitentemperatuur, weersomstandigheden in het verleden en de prognose, luchtdruk, lichtintensiteit en geluidsfragmenten. De uitgebreide gegevens maken het mogelijk om de gezondheid van de bijenkorf te analyseren en te voorspellen. En mogelijk problemen zoals Colony Collapse Disorder voorkomen.
Het doel is om een open en betaalbare gegevensoplossing te bieden voor imkers en onderzoekers om bijenkasten effectiever te monitoren. Het project wordt in twee fasen uitgevoerd. Eerst worden de gegevens van de bijenkastsensoren, samen met de gegevens van imkers die de mobiele app gebruiken, naar een berichtenmakelaar gestuurd (die alle berichten verzamelt en doorstuurt). De SAS-omgeving verwerkt deze gegevens vervolgens en verrijkt ze met extra labels die door modelleringstechnieken zijn gegenereerd. Het verzamelen van gegevens gaat onafhankelijk van SAS door, zodat de ruwe gegevens publiekelijk beschikbaar blijven.
Toegankelijk voor alle imkers
Het Beehive Project maakt gebruik van drie belangrijke SAS-technologieën: SAS Event Stream Processing (vangt gegevens op en verstuurt ze in realtime), SAS Cloud Analytic Services (bewaart en verwerkt gegevens van de bijenkorf) en SAS Visual Analytics (visualiseert gegevensinformatie in gebruiksvriendelijke dashboards).
Tot de belangrijkste functies behoren waarschuwingen voor temperatuurafwijkingen, historische overzichten van gebeurtenissen, voorspellende modellen voor de gezondheid van bijenkasten en, tot slot, het labelen van bijenkasten op gedrag en conditie.
“Het SAS Beehive bewakingsapparaat is nu beschikbaar voor imkers en is eenvoudig te installeren, waarbij alleen een internetverbinding via Wi-Fi nodig is, met de mogelijkheid van toekomstige ondersteuning van LoRa-technologie voor een veel groter zendbereik,” vertelt Daan Bijkerk. Het apparaat heeft ook oplaadfuncties, waardoor er minder onderhoud nodig is als de testfase voorbij is.”
Hierbij moet worden opgemerkt dat de bijenteeltgemeenschap verschillende soorten bijenkasten gebruikt, waardoor het essentieel is om vergelijkbare gegevens te verzamelen voor een effectieve analyse. Om dit te bereiken, moeten ze de gegevens in realtime annoteren, wat standaardisatie en een betere vergelijking op een later tijdstip mogelijk maakt.
Computervisie
Het ging niet allemaal van de ene op de andere dag. Daan Bijkerk kwam een paar moeilijkheden tegen. Een daarvan was het kastje met de gaatjes erin dat de microfoon in de kast omsluit. De bijen wilden de gaatjes dichtmaken! Het resultaat: het geluidssignaal verdween na een tijdje. Een doos met sleuven verving uiteindelijk de doos met gaten!
Het project vordert. Het team rond Daan Bijkerk blijft de meetapparatuur verfijnen en de mogelijkheden uitbreiden, waaronder mogelijke toevoegingen zoals vocht- en lichtsensoren. Er zijn plannen om computer vision te integreren met de bestaande gegevens van de sensoren van de bijenkorf. Dit zal de ontwikkeling mogelijk maken van een real-time leermodel dat analyseert wat er gebeurt met behulp van geavanceerde input, zoals visuele gegevens.
De gezondheid van de koningin
De ambitie is om imkers te voorzien van gelokaliseerde gegevens over de flora via een applicatie of een dashboard,” legt Daan Bijkerk uit. Hiervoor moeten we de datastromen van de sensoren combineren met de informatie uit machine learning en AI-modellen. Dan hebben we een compleet beeld!
Met behulp van realtime sensorgegevens van de bijenkasten combineert de datawetenschapper minimale en intensieve monitoring. Patronen die worden geïdentificeerd door complexe modellen, zoals computer vision, worden vertaald naar eenvoudigere systemen, waardoor betaalbare en schaalbare monitoring wordt verbeterd met informatie die is afgeleid van diepgaande analyse.
Tegen het einde van volgend jaar hoopt Daan Bijerk nauwkeurige voorspellingen te kunnen doen over het zwermen van bijen, te kunnen bepalen of de koningin aanwezig is en de algemene gezondheid en prestaties van de koningin te kunnen beoordelen.
