Mezinárodní výzkum pod vedením FEL ČVUT na titulní stránce prestižního Science Robotics
Autonomní roboti řízení umělou inteligencí nabídli dosud nevídaný pohled do nitra včelí kolonie. Zblízka pomocí kamer sledují královnu s její družinou a generují velké soubory dat pro analýzu včelího chování.
Snímek v běžném rozlišení robotického systému. Software detekuje nejen včelí královnu, ale sleduje i dvorní včely v jejím okolí. Včely jsou automaticky rozděleny do tří kategorií: „v kontaktu s královnou“, „v blízkosti královny“ a „daleko od královny“. Jejich interakce s královnou jsou zaznamenávány.
Vědci z Centra umělé inteligence FEL ČVUT v Praze s kolegy z Rakouska, Velké Británie a Turecka vyvinuli průlomovou technologii pro výzkum chování sociálního hmyzu. Jejich autonomní roboti, umístění ve výzkumném zařízení pro včely medonosné na univerzitě ve Štýrském Hradci, generují každý den 1400 GB dat. Tato data obsahují snímky včelí královny a její interakce s dělnicemi. Vše probíhá nepřetržitě v reálném čase ve vysokém rozlišení. Robotický systém snímky automaticky analyzuje a měří tak řadu veličin charakterizujících činnost královny a zdraví včelstva.
V novém článku „Autonomous tracking of honeybee behaviors over long-term periods with cooperating robots", publikovaném v renomovaném časopise Science Robotics, Jiří Ulrich a jeho spoluautoři představují data, která robotický systém shromažďuje. "Kromě sledování pohybu královny a dělnic měří robotický systém také celkovou populaci úlu a sleduje počet nakladených vajíček," vysvětluje Jiří Ulrich, doktorand z Centra umělé inteligence Fakulty elektrotechnické ČVUT.
Nový robotický systém poprvé umožnil takto přesný, dlouhodobý a nepřetržitý sběr relevantních dat o včelí kolonii. Všestrannost tohoto zařízení vědci dokazují na příkladu 23 různých parametrů, které systém ze snímků dokáže získávat, a zdůrazňují, že v průběhu projektu „RoboRoyale" budou přibývat další analýzy.
Odborný článek představuje první překvapivá zjištění o chování včel. Výzkumníci například zjistili, že včelí královna pozorovaná v této studii urazí za měsíc vzdálenost asi 1,5 kilometru (na dvou plástvích o rozměrech cca 42x33 cm), že dává přednost odpočinku na určitých místech po dobu až 1,5 hodiny a že i v doznívající včelí sezóně v říjnu klade v průměru 187 vajíček každý den.
Robotický systém byl postaven kolem plně funkčního včelstva v takzvaném pozorovacím úlu, který umožňuje přirozené chování včel. Jádrem systému jsou dvě mobilní kamerové hlavy, které se o práci dělí autonomně (bez povelu od lidského operátora). Když se královna prochází, roboti se pohybují společně s ní. Když královna přechází na druhou stranu plástve, roboti spolupracují a společně tak zajišťují její nepřetržité sledování. Když systém vyhodnotí, že se královna chystá odpočívat, první kamera i nadále pozoruje včely, které královnu ošetřují, zatímco druhá kamera provádí prohlídku plástve, aby spočítala dělnice a pořídila snímky plástve.
Kamery využívají infračervené světlo, aby nedocházelo k ovlivňování chování včel, jelikož ty jsou vůči červenému světlu slepé. Záznamy ve vysokém rozlišení jsou následně analyzovány pomocí pokročilých metod počítačového vidění. Během jednoho měsíce studie systém zpracoval více než 100 milionů snímků. Toto množství je prakticky nemožné analyzovat ručně.
Mezinárodní tým složený z výzkumníků FEL ČVUT, Durhamské univerzity, Univerzity Štýrský Hradec a Středovýchodní technické univerzity v Ankaře ukázal, že inteligentní roboti mění pravidla hry ve výzkumu chování hmyzu a ekologie.
1,5 kilometru (na dvou plástvích o rozměrech cca 42x33 cm), že dává přednost odpočinku na určitých místech po dobu až 1,5 hodiny a že i v doznívající včelí sezóně v říjnu klade v průměru 187 vajíček každý den.
Robotický systém byl postaven kolem plně funkčního včelstva v takzvaném pozorovacím úlu, který umožňuje přirozené chování včel. Jádrem systému jsou dvě mobilní kamerové hlavy, které se o práci dělí autonomně (bez povelu od lidského operátora). Když se královna prochází, roboti se pohybují společně s ní. Když královna přechází na druhou stranu plástve, roboti spolupracují a společně tak zajišťují její nepřetržité sledování. Když systém vyhodnotí, že se královna chystá odpočívat, první kamera i nadále pozoruje včely, které královnu ošetřují, zatímco druhá kamera provádí prohlídku plástve, aby spočítala dělnice a pořídila snímky plástve.
Kamery využívají infračervené světlo, aby nedocházelo k ovlivňování chování včel, jelikož ty jsou vůči červenému světlu slepé. Záznamy ve vysokém rozlišení jsou následně analyzovány pomocí pokročilých metod počítačového vidění. Během jednoho měsíce studie systém zpracoval více než 100 milionů snímků. Toto množství je prakticky nemožné analyzovat ručně.
Mezinárodní tým složený z výzkumníků FEL ČVUT, Durhamské univerzity, Univerzity Štýrský Hradec a Středovýchodní technické univerzity v Ankaře ukázal, že inteligentní roboti mění pravidla hry ve výzkumu chování hmyzu a ekologie.