Ze života hmyzu. Čeští vědci uviděli včely tak, jako nikdo před nimi

Článek si také můžete poslechnout v audioverzi.

Experiment, na němž se výrazně podílejí Češi, jde do detailu včelího života, jaký nemá ve světě obdoby.

V hlavní roli vědeckého úspěchu, který se objevil i na titulní straně renomovaného časopisu Science Robotics, jsou včely medonosné. Ty s orwellovskou důsledností zblízka sledují roboti.

Autonomní robotický systém s kamerami velmi detailně pozoruje královnu a její blízké okolí, tedy „dvorní včely“, které ji v úlu neustále opečovávají. Roboti pracují nepřetržitě a každý den nasbírají 1400 GB dat, která se dál analyzují s pomocí umělé inteligence. Takové množství se pro bližší představu nevejde do běžného stolního počítače.

Za první měsíc provozu systém zpracoval už přes sto milionů snímků, tedy množství, které by člověk prakticky nedokázal analyzovat ručně.

V začátku tohoto technologického příběhu ze života hmyzu už vědci dospěli k prvním překvapivým zjištěním o chování včel. Například zjistili, že včelí královna pozorovaná v této studii urazí za měsíc vzdálenost asi 1,5 kilometru (na dvou plástvích o rozměrech cca 42 × 33 cm). Také dává přednost odpočinku na určitých místech po dobu až 1,5 hodiny a v doznívající včelí sezóně v říjnu klade v průměru 187 vajíček každý den.

„Kromě sledování pohybu královny a dělnic měří robotický systém také celkovou populaci úlu a sleduje počet nakladených vajíček,“ popsal projekt v časopise Science Robotics doktorand z Centra umělé inteligence Fakulty elektrotechnické ČVUT Jiří Ulrich.

Jádrem systému jsou dvě mobilní kamerové hlavy, které pracují autonomně, tj. bez povelu od lidského operátora. Roboti královnu sledují na každém kroku, když se prochází, pohybují se s ní. A pokud královna odpočívá, zaměřují se na včely, které ji ošetřují. Druhá kamera přitom prohlíží plástev a počítá dělnice.

Aby technika včely neovlivňovala v chování, používají kamery infračervené světlo, které hmyz neruší.

Takto do hloubky zatím nikdo včelí kolonii nezkoumal. Projekt je však teprve na svém začátku a veřejnost i vědecká obec se mohou těšit na další poznatky, které by člověku bez technologií zůstaly skryty. Výstupem budou další analýzy dat, jež zachycují 23 různých parametrů. Pořízené záznamy ve vysokém rozlišení se analyzují pomocí pokročilých metod počítačového vidění.

Technologii vyvinuli vědci z Centra umělé inteligence FEL ČVUT s kolegy z Rakouska, Velké Británie a Turecka. Data sbírají ve včelstvu v takzvaném pozorovacím úlu ve výzkumném zařízení pro včely medonosné na univerzitě ve Štýrském Hradci.

Na české straně se na projektu podílí také docent Tomáš Krajník z Laboratoře chronorobotiky z Centra umělé inteligence FEL ČVUT. Vědci na projektu začali pracovat v roce 2021.

„Technologie může pomoci především v zemědělství (stimulace opylování) a v ekologii - monitoringem pylu v úlu lze zjišťovat biodiverzitu okolí,“ říká Tomáš Krajník. „Z hlediska AI pro nás bylo překvapivé, že pro chování včel bylo možné nasadit modely původně používané pro reprezentaci chování lidí,“ dodal.