IntelliBeeHive: Ein neues Tool für Imker

Honigbienen sind super wichtig für unsere Umwelt und Landwirtschaft. Sie helfen, viele Pflanzen zu bestäuben, darunter auch Nutzpflanzen im Wert von Milliarden Dollar. Leider sinken die Bienenpopulationen wegen verschiedener Herausforderungen wie Krankheiten und Schädlingen. Eine der grössten Bedrohungen ist die Varroamilbe, die Bienen schädigen und ihre Völker schwächen kann. Um diese Probleme anzugehen, haben wir IntelliBeeHive entwickelt, ein System, das die Aktivitäten und die Gesundheit von Honigbienen überwacht.

#Was ist das IntelliBeeHive-System?

IntelliBeeHive ist ein Tool, das Imkern hilft, indem es Echtzeitinformationen über ihre Bienenvölker liefert. Es nutzt Kameras und Maschinelles Lernen, um die Aktivitäten von Honigbienen am Flugloch zu verfolgen. Das System checkt, wie viele Bienen kommen und gehen, wie viel Pollen sie sammeln und ob es Varroamilben gibt. Alle Daten werden an eine Website gesendet, auf die Imker leicht zugreifen können.

#Warum Bienen überwachen?

Die Überwachung ist wichtig, weil sie Imkern hilft, zu verstehen, wie es ihren Bienen geht. Gesunde Bienen sind aktiv und sammeln Pollen. Wenn weniger Bienen zu sehen sind, könnte das auf Probleme wie Krankheiten oder einen Befall mit Varroamilben hindeuten. Je mehr wir über unsere Bienen wissen, desto besser können wir sie schützen.

#Wie funktioniert es?

Das IntelliBeeHive-System nutzt eine Kamera, die am Eingang des Bienenstocks angebracht ist. Diese Kamera zeichnet Videos von den Bienen auf, während sie kommen und gehen. Das aufgezeichnete Material wird verarbeitet, um einzelne Bienen zu identifizieren und ihre Bewegungen zu verfolgen.

#Maschinelles Lernen

Um Bienen zu erkennen, verwendet das System maschinelles Lernen, eine Art künstliche Intelligenz. Es wurde trainiert, Bienen, Pollen und Varroamilben im Video zu erkennen. Das Training des Systems beinhaltete das Sammeln zahlreicher Videos von Honigbienen und deren Kennzeichnung. So konnte das System lernen, worauf es achten muss.

#Echtzeitdaten

Die Kamera nimmt alle fünf Minuten Videos auf. Nach der Aufzeichnung wird das Material analysiert, um herauszufinden, wie viele Bienen den Stock betreten und verlassen, wie viel Pollen gesammelt wurde und ob irgendwelche Milben entdeckt werden. Diese Informationen werden dann auf der IntelliBeeHive-Website aktualisiert.

#Komponenten des Systems

1. Kamera - Die Kamera zeichnet Bienen am Eingang des Stocks auf.
2. Jetson Nano - Dieser kleine Computer verarbeitet die Videodaten. Er ist leistungsstark genug, um die Algorithmen für maschinelles Lernen auszuführen.
3. Webanwendung - Imker nutzen diese Online-Plattform, um Daten über ihre Völker einzusehen.

#Gesundheitliche Bedeutung der Honigbienen

Honigbienen spielen eine entscheidende Rolle in unseren Ökosystemen. Sie bestäuben viele Pflanzen, was zur Produktion von Obst und Gemüse führt. Wenn die Bienenpopulationen sinken, kann das erhebliche Auswirkungen auf die Nahrungsmittelversorgung und das ökologische Gleichgewicht haben.

#Varroamilben und ihre Auswirkungen

Varroamilben sind kleine Schädlinge, die sich an Honigbienen festsetzen. Sie ernähren sich von den Nährstoffen der Bienen und können Viren übertragen. Ein Volk mit sogar nur wenigen Milben kann ernsthafte Risiken eingehen. Die Überwachung dieser Schädlinge ist ein wichtiger Teil der Gesundheitspflege für Bienen.

#Traditionelle Überwachungsmethoden

Vor IntelliBeeHive verwendeten Imker manuelle Methoden, um nach Milbenbefall zu suchen. Übliche Methoden waren Zuckerrollen und klebrige Platten. Diese Techniken können effektiv sein, erfordern aber oft das Töten einiger Bienen und können zeitaufwändig sein.

#Vorteile von IntelliBeeHive

Das IntelliBeeHive-System bietet mehrere Vorteile:

1. Nicht-invasive Überwachung: Im Gegensatz zu traditionellen Methoden schadet unser System den Bienen nicht.
2. Kosten-effektiv: Die Materialien, die für den Bau des Systems verwendet werden, sind erschwinglich, was es sowohl für Hobbyimker als auch für kommerzielle Imker zugänglich macht.
3. Benutzerfreundlich: Imker können die Aktivitäten ihres Bienenstocks ganz einfach über ein Webportal einsehen.

#Technische Details

#Systemaufbau

Das Design des IntelliBeeHive-Systems war modular. Jedes Teil wurde separat im 3D-Druckverfahren hergestellt, was Anpassungen und Reparaturen erleichtert. Die Hauptkomponenten sind:

• Obere Box: Beherbergt die Kamera und andere Elektronik.
• Kameraraum: Schützt die Kamera und ermöglicht es ihr, Bilder ohne Blendung aufzunehmen.
• Mesh-Rahmen: Hilft, die Bewegung der Bienen beim Ein- und Austritt aus dem Stock zu steuern.

#Verbesserungen im Design

Anfangs hatten wir Probleme mit Hitze und Druck, die das 3D-gedruckte Material verformten. Um das zu beheben, sind wir auf ein Holzdesign umgestiegen, das stabiler ist. Diese Änderung verkürzte die benötigte Zeit für den Bau der Box und verbesserte die gesamte Haltbarkeit.

#Datenerfassung

Die gesammelten Daten von den Bienen umfassen:

• Bienenanzahl: Wie viele Bienen kommen und gehen.
• Pollenaufnahme: Wie viel Pollen die Bienen in den Stock bringen.
• Milben-Erkennung: Anzeichen von Varroamilben an den Bienen.

#Überblick über die Webanwendung

IntelliBeeHive hat eine Website, auf der Imker Echtzeitdaten von ihren Stöcken sehen können. Die Website ist einfach gestaltet, sodass die Benutzer leicht navigieren können.

#Benutzertypen

Es gibt verschiedene Benutzerrollen auf der Website:

• Alle Benutzer: Jeder kann die Demovolkseite aufrufen, die einen grundlegenden Überblick über die Aktivitäten des Stocks zeigt.
• Registrierte Benutzer: Imker, die sich anmelden, können auf detailliertere Informationen zugreifen.
• Admin-Benutzer: Sie können Benutzerkonten und Stockdaten verwalten.

#Zugriff auf Informationen

Registrierte Benutzer geben ihre Daten auf der Anmeldeseite ein. Nach der Verifizierung können sie sich einloggen und detaillierte Statistiken zu ihren Stöcken aufrufen. Das System sendet alle fünf Minuten Updates, sodass die Benutzer immer aktuelle Informationen haben.

#Datenanzeige

Auf der Feed-Seite des Stocks können die Benutzer Live-Statistiken, Grafiken und Tabellen sehen, die die Gesundheit und Aktivität des Stocks veranschaulichen. Diese Daten sind klar formatiert, um das Verständnis zu erleichtern.

#Funktionsweise des Überwachungssystems

Das IntelliBeeHive-System läuft tagsüber, da die Kamera keine Nachtsicht unterstützt. Es zeichnet kontinuierlich Videos auf und liefert Daten zur Analyse.

#Zukünftige Verbesserungen

Es gibt mehrere Möglichkeiten zur Verbesserung des IntelliBeeHive-Systems:

1. Nachtsichtfähigkeit: Kameras, die bei schwachem Licht funktionieren, würden eine 24/7-Überwachung ermöglichen.
2. Echte Varroamilben-Daten: Die Verwendung echter Varroamilben anstelle von Platzhaltern würde die Erkennungsgenauigkeit verbessern.
3. Globale Tests: Die Zusammenarbeit mit Imkern weltweit, um das System in verschiedenen Umgebungen zu testen, würde wertvolles Feedback liefern.

#Fazit

Das IntelliBeeHive-System stellt einen bedeutenden Fortschritt in der Überwachung der Gesundheit von Honigbienen dar. Indem es Echtzeitdaten liefert, ohne die Bienen zu schädigen, bietet es Imkern eine effektive Möglichkeit, sicherzustellen, dass ihre Völker gedeihen. Mit kontinuierlichen Verbesserungen und Erweiterungen könnte IntelliBeeHive einen nachhaltigen Einfluss auf die Imkerpraktiken weltweit haben.