تعمل أجهزة الاستشعار المتقدمة والذكاء الاصطناعي على مراقبة حالة النحل ومنع انهيار الخلية في الوقت الفعلي.
بقلم جاي بريتزمان، زافيت – وكالة أنباء العلوم والبيئة
النحل العسل وهم أحد العوامل الرئيسية التي تحرك النظام البيئي. وهم مسؤولون عن تلقيح العديد من المحاصيل الزراعية، وثالث إن الغذاء الذي نستهلكه يعتمد بشكل مباشر على نشاطهم. شهدت أعداد النحل انخفاضًا خطيرًا في السنوات الأخيرة، وتهدد ظاهرة "انهيار الخلية" وجودها. في عام 2023 وحده، معدل الوفيات ويبلغ عدد خلايا النحل في الولايات المتحدة حوالي 50 في المائة من إجمالي عدد خلايا النحل، كما لوحظت اتجاهات مماثلة في بلدان أخرى. يمكن أن تكون التكنولوجيا التي تراقب صحة الخلية في الوقت الفعلي بمثابة تغيير جذري.
التلقيح في خطر
لقد أصبحت ظاهرة انهيار خلايا النحل مصدر قلق عالمي منذ حوالي 20 عامًا. تختفي نحل العسل من خلاياها بمعدل غير مسبوق، وهذا يؤثر بشكل مباشر على استقرار النظام البيئي والإنتاج الزراعي وأسعار المواد الغذائية. وتقدر قيمة تلقيحها حوالي 550 مليار دولار سنويا، وأي ضرر يلحق بسكانها يؤثر بشكل مباشر على إنتاج الغذاء العالمي. عندما يتضرر التلقيح، تصبح الزراعة بأكملها في خطر. يُبلغ المزارعون عن نقص في خدمات التلقيح، ونتيجةً لذلك، انخفاض في المحاصيل يحدّ من تنوعنا الغذائي، كما توضح البروفيسورة شارون شابير من كلية الزراعة والأغذية والبيئة بالجامعة العبرية.
ويقول إن هناك عدة عوامل تؤدي إلى انهيار أعداد النحل: الاستخدام المتزايد للمبيدات الحشرية، والتغير المناخي المتطرف، وفقدان الموائل الطبيعية، وانتشار الطفيليات مثل عث الفاروا. وتؤدي أزمة المناخ إلى تفاقم هذه الظاهرة بسبب التقلبات في درجات الحرارة ونقص هطول الأمطار والحرارة الشديدة يؤثر على مصادر غذاء النحل ويسبب إضعافه. "المشكلة هي أن انهيار الخلية ليس شيئًا من السهل رؤيته مسبقًا، ويكتشف معظم مربي النحل ذلك عندما تكون الخلية فارغة بالفعل - حيث تختفي النحل ببساطة، وليس لديهم تفسير فوري لسبب حدوث ذلك"، كما يوضح شابير. إن التعرف المبكر على ضعف الخلية يسمح بمنع انهيار الخلية من خلال العلاج المناسب مثل تغذية النحل، وتوفير إمدادات المياه المتاحة بالقرب من الخلية، وعلاج الأمراض والطفيليات، وأكثر من ذلك.
عندما تنضم التكنولوجيا إلى الخلية
أصبحت إسرائيل واحدة من الدول الرائدة في مجال تقنيات مراقبة صحة النحل، حيث تقدم الشركات الناشئة الرائدة حلولاً متقدمة لتحسين كفاءة التلقيح وحماية خلايا النحل. تعتبر BeeHero واحدة من الشركات الأكثر ابتكارًا في هذا المجال. وتقوم الشركة بتطوير أجهزة استشعار ذكية يتم تركيبها في خلايا النحل لمراقبة المؤشرات الحرجة في الوقت الحقيقي مثل درجة الحرارة والرطوبة والاهتزازات (مثل الطنين) التي تشير إلى نشاط النحل. باستخدام الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي، يكتشف نظام BeeHero التغييرات غير العادية ويقدم تنبيهات لمربي النحل حتى يتمكنوا من منع انهيار المستعمرة وتحسين إنتاج التلقيح.
قامت شركة إسرائيلية أخرى، Beewise، بتطوير نظام إدارة خلايا مستقل - Beewise SmartHive. إنها خلية ذكية قادرة على تحديد المشاكل في الخلية ومعالجتها دون الحاجة إلى تدخل يدوي. ويتضمن النظام روبوتات زراعية قادرة على فحص حالة النحل، وتطبيق العلاجات في حال وجود أمراض أو طفيليات، والحفاظ على الظروف المثالية داخل الخلية. يساعد الحل الذكي الذي تقدمه شركة Beewise مربي النحل على إدارة آلاف الخلايا بكفاءة، وتقليل معدلات وفيات النحل، والحفاظ على النظام البيئي الضروري للتلقيح.
وبحسب شابير، فإن هذه التقنيات قد تغير طريقة إدارة خلايا النحل في المستقبل. ويوضح قائلاً: "إن ابتكارات BeeHero وBeewise تسمح لمربي النحل بإدارة خلاياهم بطريقة دقيقة وموجهة بالبيانات". يقول شابير: "لن تحل هذه التقنيات جميع مشاكل النحل، ولكنها بلا شك تُشكل أداةً فعّالة في إدارة خلايا النحل وتقليل الخسائر. إنها خطوةٌ مهمة في جهود إنقاذ مُلقحات العالم".
تتحسن التوقعات - وتزداد فرصة إنقاذ خلايا النحل
ولا تتعلق هذه القضية بالشركات الإسرائيلية فحسب. قام فريق بحثي من جامعة كارنيجي ميلون في فيلادلفيا وجامعة كاليفورنيا في ريفرسايد بتطوير نظام مبتكر يجمع بين أجهزة الاستشعار، الذكاء الاصطناعي والخوارزميات المتقدمة لتحديد علامات انهيار الخلية مسبقًا وتزويد النحالين بالوقت والأدوات اللازمة للتعامل مع المشكلة. "الفكرة بسيطة ولكنها ذكية - النحل يعرف كيفية تنظيم درجة حرارة الخلية بدقة، لذلك إذا رأيت أن درجة الحرارة بدأت تنحرف عن النطاق الطبيعي، فهذه أول علامة على أن هناك خطأ ما"، يوضح شابير. تعتبر أجهزة الاستشعار الموجودة في النظام المسمى EBV+ (Electronic Bee-Veterinarian Plus) أجهزة استشعار حساسة تقع داخل وخارج الخلية. إنهم يقومون بشكل مستمر بقياس البيانات البيئية الحيوية مثل درجة الحرارة والرطوبة ومستويات ثاني أكسيد الكربون. وتؤثر هذه البيانات بشكل مباشر على صحة النحل واستقرار الخلية. يتم نقل البيانات التي تم جمعها إلى نظام خوارزمي ذكي يقوم بتحليل المعلومات ومقارنتها بأنماط الخلايا الصحية.
عندما يكتشف النظام انحرافًا كبيرًا عن القيم المتوقعة، فإنه يرسل تنبيهًا فوريًا إلى النحالين بأنه تم ملاحظة تغيير غير عادي قد يشير إلى مشكلة متطورة مثل المرض أو نقص الغذاء أو تفشي الطفيليات أو الظروف البيئية القاسية. "هناك ميل إلى التفكير في انهيار الخلية باعتباره شيئًا يحدث دفعة واحدة، ولكن في الواقع إنها عملية تدريجية تتطور بمرور الوقت، وفقط من خلال المراقبة المستمرة والتحليل الذكي للبيانات يمكن تحديدها مسبقًا والتصرف بناءً عليها - قبل فوات الأوان"، يوضح شابير.
ومن بين الإنجازات المذهلة للنظام الجديد هو مستوى الدقة في تحديد انهيار الخلايا قبل حدوثها فعليا. وأظهرت الدراسة أن نظام EBV+ أكثر دقة بنسبة 72% من طرق التنبؤ التقليدية - التي اعتمدت في المقام الأول على البيانات الخارجية مثل الطقس وأنماط التلقيح العامة. ويوضح قائلاً: "إن القدرة على اكتشاف الانهيار قبل حدوثه أمر بالغ الأهمية، ويمنح النظام مربي النحل ميزة كبيرة؛ فبدلاً من اكتشاف المشكلة في وقت متأخر للغاية، يمكنهم التصرف على الفور".
وبحسب الدراسة، فإنه في المستقبل القريب سيكون من الممكن توسيع قدرات EBV+ بحيث يتمكن أيضًا من اكتشاف أمراض النحل، ووجود الطفيليات، وحتى التغيرات السلوكية غير العادية. تمثل التكنولوجيا الجديدة أملاً حقيقياً للحفاظ على أعداد النحل في العالم. ومع توفر التنبؤات الأكثر دقة، والمراقبة في الوقت الحقيقي، والتحذيرات المبكرة، يبدو الأمر وكأنه أداة قوية. ويختتم شابير قائلاً: "إن القدرة على تحديد العلامات المبكرة لانهيار الخلية ومعالجة المشاكل في الوقت الفعلي تعمل على تغيير قواعد اللعبة في تربية النحل والزراعة العالمية".
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
