Công nghệ được gọi là "Bác sĩ thú y ong điện tử" (EBV) này sử dụng các cảm biến nhiệt độ giá rẻ kết hợp với các mô hình dự báo để xác định thời điểm nhiệt độ trong tổ ong có thể đạt mức nguy hiểm. Hệ thống này cảnh báo sớm cho những người nuôi ong, giúp họ thực hiện các biện pháp phòng ngừa trước khi đàn ong gặp nguy khi thời tiết quá nóng hoặc quá lạnh. Ngoài ra, công nghệ còn giúp phát hiện khi ong không thể điều chỉnh nhiệt độ trong tổ do bệnh tật, tiếp xúc với thuốc trừ sâu, thiếu thức ăn hoặc các tác nhân gây căng thẳng khác.
"Chúng tôi chuyển đổi nhiệt độ thành một yếu tố mà chúng tôi gọi là yếu tố sức khỏe, yếu tố này ước tính sức khỏe của ong theo thang điểm từ 0 đến 1", Shamima Hossain, một nghiên cứu sinh tiến sĩ về khoa học máy tính tại UCR và là tác giả chính của một bài báo giải thích về công nghệ này cho biết.
Chỉ số đơn giản hóa này với điểm số '1' có nghĩa là đàn ong đang ở trạng thái khỏe mạnh nhất và cho phép những người nuôi ong không quen với mô hình cơ bản đánh giá nhanh chóng tình trạng sức khỏe của tổ ong.
Boris Baer, Giáo sư côn trùng học tại UCR, tin rằng công nghệ này có thể cách mạng hóa nghề nuôi ong, một nghề thiết yếu đối với nhiều ngành nông nghiệp toàn cầu. Ong mật thụ phấn cho hơn 80 loại cây trồng và đóng góp khoảng 29 tỷ đô la hàng năm cho ngành nông nghiệp Hoa Kỳ. Tuy nhiên, quần thể ong đã suy giảm do nhiều yếu tố, bao gồm mất môi trường sống, tiếp xúc với thuốc trừ sâu, ký sinh trùng và biến đổi khí hậu.
"Trong năm qua, Hoa Kỳ đã mất hơn 55% đàn ong mật. Chúng ta đang chứng kiến sự sụt giảm nghiêm trọng về số lượng đàn ong và điều đó vô cùng đáng lo ngại vì khoảng một phần ba lượng thức ăn của chúng ta phụ thuộc vào ong." - Giáo sư Baer cho biết.
Hiện tại, người nuôi ong thường dựa vào phán đoán cá nhân và các cuộc kiểm tra thủ công để phát hiện vấn đề, điều này thường dẫn đến việc can thiệp muộn. Với công nghệ EBV, họ có thể nhận được thông tin chi tiết theo thời gian thực và dự đoán tình hình trước nhiều ngày, từ đó giúp giảm đáng kể chi phí lao động," ông Baer, một trong những cộng tác viên của Hossain và các nhà khoa học khác tại Cao đẳng Kỹ thuật Bourns của UCR, cho biết.
"Mọi người đã mong đợi những cảm biến này từ rất lâu. Điều tôi thích ở hệ thống này là nó được tích hợp hoàn toàn vào thiết lập tổ ong mà người nuôi ong đã sử dụng. Biến động nhiệt độ là một trong những phản ứng đầu tiên đối với bất kỳ mối đe dọa nào đối với sức khỏe của tổ ong. Ong mật duy trì nhiệt độ bên trong tổ ong chính xác trong khoảng từ 33 đến 36 độ C (91,4 đến 96,8 °F), điều này là cần thiết cho sự phát triển và sống sót của đàn ong," ông Baer cho biết thêm.
Phương pháp EBV dựa trên các phương trình khuếch tán nhiệt và lý thuyết kiểm soát, giúp các nhà khoa học và người nuôi ong có thể hiểu được các dự đoán của phương pháp này, nghiên cứu sinh Hossain cho biết. Mô hình này sử dụng dữ liệu nhiệt độ thu thập được từ các cảm biến giá rẻ được lắp bên trong tổ ong, đưa thông tin đó vào một thuật toán dự đoán tình trạng của tổ ong trước nhiều ngày.
Trong các thử nghiệm được tiến hành tại trại ong của UCR, phương pháp EBV đã phân tích dữ liệu từ 10 tổ ong trong quá trình phát triển ban đầu và sau đó mở rộng lên 25 tổ ong. Công nghệ này đã chứng minh được hiệu quả của nó, phát hiện ra các điều kiện cần có sự can thiệp của người nuôi ong.
"Khi tôi nhìn vào bảng điều khiển và thấy hệ số sức khỏe giảm đàn ong xuống dưới ngưỡng thực nghiệm, tôi đã liên hệ với người quản lý trại ong", Hossain nhớ lại. "Khi chúng tôi đến kiểm tra tổ ong, chúng tôi phát hiện ra rằng thực sự có điều gì đó không ổn và họ đã có thể hành động để kiểm soát tình hình".
Hyoseung Kim, Phó Giáo sư Kỹ thuật điện và máy tính tại UCR, giải thích rằng việc giữ chi phí ở mức thấp dưới 50 đô la cho mỗi tổ ong là ưu tiên hàng đầu.
"Có những cảm biến thương mại, nhưng chúng quá đắt", Kim cho biết. "Chúng tôi quyết định tạo ra một thiết bị rất rẻ bằng cách sử dụng các thành phần có sẵn để người nuôi ong có thể mua được".
Nhóm nghiên cứu hiện đang tiến hành giai đoạn tiếp theo, đó là phát triển các hệ thống kiểm soát khí hậu tự động trong tổ ong có thể được lắp đặt trên các tổ ong và phản hồi các dự đoán của EBV, tự động điều chỉnh nhiệt độ của tổ ong.
"Hiện tại, chúng tôi chỉ có thể đưa ra cảnh báo. Nhưng trong giai đoạn tiếp theo, chúng tôi đang nghiên cứu thiết kế một hệ thống có thể tự động sưởi ấm hoặc làm mát tổ ong khi cần thiết".
