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IntelliBeeHive : Un nouveau truc pour les apiculteurs

Un système qui permet de surveiller la santé des colonies d'abeilles en temps réel.

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Les abeilles sont super importantes pour notre environnement et l'agriculture. Elles pollinisent plein de plantes, y compris des cultures valant des milliards de dollars. Pourtant, les populations d'abeilles sont en déclin à cause de plusieurs problèmes, comme les maladies et les parasites. Une des plus grosses menaces, c'est le Varroa, un acarian qui peut nuire aux abeilles et affaiblir leurs colonies. Pour faire face à ces soucis, on a créé IntelliBeeHive, un système qui surveille les activités et la santé des abeilles.

Qu'est-ce que le système IntelliBeeHive ?

IntelliBeeHive est un outil conçu pour aider les apiculteurs en fournissant des infos en temps réel sur leurs ruches. Il utilise des caméras et de l'Apprentissage automatique pour suivre les activités des abeilles à l'entrée de la ruche. Le système vérifie combien d'abeilles entrent et sortent, combien de pollen elles ramassent, et s'il y a des acariens Varroa. Toutes ces données sont envoyées sur un site web où les apiculteurs peuvent y accéder facilement.

Pourquoi surveiller les abeilles ?

La surveillance est super importante parce qu'elle aide les apiculteurs à comprendre comment vont leurs abeilles. Des abeilles en bonne santé sont actives et ramassent du pollen. Si on voit moins d'abeilles, ça peut indiquer des problèmes comme des maladies ou une infestation de Varroa. Plus on en sait sur nos abeilles, mieux on peut les protéger.

Comment ça fonctionne ?

Le système IntelliBeeHive utilise une caméra placée à l'entrée de la ruche. Cette caméra enregistre des vidéos des abeilles quand elles vont et viennent. Les vidéos enregistrées sont traitées pour identifier chaque abeille et suivre ses mouvements.

Apprentissage automatique

Pour reconnaître les abeilles, le système utilise l'apprentissage automatique, un type d'intelligence artificielle. Il a été entraîné pour repérer les abeilles, le pollen et les acariens Varroa dans les vidéos. L'entraînement du système a impliqué de collecter plein de vidéos d'abeilles et de les étiqueter. Ça a aidé le système à apprendre ce qu'il devait rechercher.

Données en temps réel

La caméra capture des vidéos toutes les cinq minutes. Après l'enregistrement, les images sont analysées pour déterminer combien d'abeilles sont entrées et sorties de la ruche, combien de pollen a été ramassé, et si des acariens sont détectés. Ces infos sont ensuite mises à jour sur le site d'IntelliBeeHive.

Composants du système

  1. Caméra - La caméra enregistre les abeilles à l'entrée de la ruche.
  2. Jetson Nano - Ce petit ordi traite les données vidéo. Il est assez puissant pour faire tourner les algorithmes d'apprentissage automatique.
  3. Application Web - Les apiculteurs utilisent cette plateforme en ligne pour consulter les données sur leurs ruches.

Importance de la santé des abeilles

Les abeilles jouent un rôle crucial dans nos écosystèmes. Elles pollinisent plein de plantes, ce qui mène à la production de fruits et de légumes. Si les populations d'abeilles diminuent, ça peut avoir un gros impact sur l'approvisionnement alimentaire et l'équilibre écologique global.

Acariens Varroa et leur impact

Les acariens Varroa sont des petits parasites qui s'attachent aux abeilles. Ils se nourrissent des nutriments des abeilles et peuvent transmettre des virus. Une colonie avec même quelques acariens peut faire face à de sérieux risques. Surveiller ces parasites est clé pour garder les abeilles en bonne santé.

Méthodes de surveillance traditionnelles

Avant IntelliBeeHive, les apiculteurs utilisaient des méthodes manuelles pour vérifier les infestations d'acariens. Les méthodes courantes incluaient les rouleaux de sucre et les planches collantes. Ces techniques peuvent être efficaces, mais elles nécessitent souvent de tuer quelques abeilles et peuvent prendre du temps.

Avantages d'IntelliBeeHive

Le système IntelliBeeHive offre plusieurs avantages :

  1. Surveillance non invasive : Contrairement aux méthodes traditionnelles, notre système ne nuit pas aux abeilles.
  2. Économique : Les matériaux utilisés pour construire le système sont abordables, ce qui le rend accessible aux amateurs comme aux apiculteurs commerciaux.
  3. Facile à utiliser : Les apiculteurs peuvent facilement vérifier l'activité de leurs ruches via un portail web.

Détails techniques

Construction du système

Le design du système IntelliBeeHive était modulaire. Chaque partie a été imprimée en 3D séparément, ce qui permet des ajustements et des réparations faciles. Les composants principaux incluent :

  • Boîte supérieure : Contient la caméra et d'autres électroniques.
  • Chambre de la caméra : Protège la caméra tout en lui permettant de capturer des images sans éblouissement.
  • Cadre en mesh : Aide à gérer le mouvement des abeilles lorsqu'elles entrent et sortent de la ruche.
Améliorations du design

Au départ, on a eu des soucis avec la chaleur et la pression qui déformaient les matériaux imprimés en 3D. Pour régler ça, on est passé à un design en bois, qui est plus costaud. Ce changement a réduit le temps nécessaire pour construire la boîte et a amélioré la durabilité générale.

Collecte de données

Les données collectées sur les abeilles incluent :

  • Comptage des abeilles : Combien d'abeilles entrent et sortent.
  • Collecte de pollen : Combien de pollen les abeilles ramènent dans la ruche.
  • Détection des acariens : Signes de Varroa sur les abeilles.

Vue d'ensemble de l'application web

IntelliBeeHive a un site web où les apiculteurs peuvent voir les données en temps réel de leurs ruches. Le site est conçu pour être simple, ce qui le rend facile à naviguer pour les utilisateurs.

Types d'utilisateurs

Il y a différents rôles d'utilisateurs sur le site :

  • Tous les utilisateurs : Tout le monde peut accéder à la page de la ruche de démonstration, qui montre un aperçu de base des activités de la ruche.
  • Utilisateurs enregistrés : Les apiculteurs qui s'inscrivent peuvent accéder à des informations plus détaillées.
  • Utilisateurs admin : Ils peuvent gérer les comptes utilisateurs et les données des ruches.

Accéder aux informations

Les utilisateurs enregistrés saisissent leurs détails sur la page d'inscription. Après vérification, ils peuvent se connecter et accéder à des statistiques détaillées sur leurs ruches. Le système envoie des mises à jour toutes les cinq minutes, donc les utilisateurs ont toujours des infos à jour.

Affichage des données

Sur la page de flux de la ruche, les utilisateurs peuvent voir des statistiques en direct, des graphiques et des tableaux qui illustrent la santé et l'activité globales de la ruche. Ces données sont présentées de manière claire pour une compréhension facile.

Fonctionnement du système de surveillance

Le système IntelliBeeHive fonctionne pendant les heures de jour puisque la caméra ne supporte pas la vision nocturne. Il enregistre des vidéos en continu, fournissant des données pour l'analyse.

Améliorations futures

Il y a plusieurs possibilités pour améliorer le système IntelliBeeHive :

  1. Capacité de vision nocturne : Ajouter des caméras qui peuvent fonctionner en faible luminosité permettrait une surveillance 24/7.
  2. Vraies données d'acariens Varroa : Utiliser de vrais acariens Varroa au lieu de simples repères améliorerait la précision de détection.
  3. Tests globaux : Collaborer avec des apiculteurs du monde entier pour tester le système dans différents environnements fournirait des retours précieux.

Conclusion

Le système IntelliBeeHive représente un progrès important dans la surveillance de la santé des abeilles. En fournissant des données en temps réel sans nuire aux abeilles, il offre aux apiculteurs un moyen efficace de garantir la prospérité de leurs colonies. Avec des améliorations continues et des expansions, IntelliBeeHive pourrait avoir un impact durable sur les pratiques apicoles à travers le monde.

Source originale

Titre: IntelliBeeHive: An Automated Honey Bee, Pollen, and Varroa Destructor Monitoring System

Résumé: Utilizing computer vision and the latest technological advancements, in this study, we developed a honey bee monitoring system that aims to enhance our understanding of Colony Collapse Disorder, honey bee behavior, population decline, and overall hive health. The system is positioned at the hive entrance providing real-time data, enabling beekeepers to closely monitor the hive's activity and health through an account-based website. Using machine learning, our monitoring system can accurately track honey bees, monitor pollen-gathering activity, and detect Varroa mites, all without causing any disruption to the honey bees. Moreover, we have ensured that the development of this monitoring system utilizes cost-effective technology, making it accessible to apiaries of various scales, including hobbyists, commercial beekeeping businesses, and researchers. The inference models used to detect honey bees, pollen, and mites are based on the YOLOv7-tiny architecture trained with our own data. The F1-score for honey bee model recognition is 0.95 and the precision and recall value is 0.981. For our pollen and mite object detection model F1-score is 0.95 and the precision and recall value is 0.821 for pollen and 0.996 for "mite". The overall performance of our IntelliBeeHive system demonstrates its effectiveness in monitoring the honey bee's activity, achieving an accuracy of 96.28 % in tracking and our pollen model achieved a F1-score of 0.831.

Auteurs: Christian I. Narcia-Macias, Joselito Guardado, Jocell Rodriguez, Joanne Rampersad-Ammons, Erik Enriquez, Dong-Chul Kim

Dernière mise à jour: 2023-09-16 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://arxiv.org/abs/2309.08955

Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2309.08955

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

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