Projekte von SAS Bienenschutz mit Advanced Analytics und Machine Learning

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Der Analytics-Spezialist SAS hat gleich drei Projekte zum Schutz von Bienenvölkern gestartet. Dabei kommen unter anderem das Internet der Dinge (IoT), Machine Learning und Visual Analytics zum Einsatz.

Alle drei Projekte drehen sich um die Verbesserung der Lebensbedingungen von Bienen. Das ist nicht nur für die Insekten selbst wichtig, sondern wirkt sich auch direkt auf die Bestäubung von Pflanzen und letztlich auf die Lebensmittelversorgung aus.

„Es war schon immer ein Anliegen von SAS, Technologie für Verbesserungen einzusetzen, die Mensch, Tier und Umwelt direkt betreffen“, erklärt Oliver Schabenberger, COO und CTO von SAS. „Mit der Nutzung von Advanced Analytics und KI für eine bessere Gesundheit der Bienen liefern wir einen wichtigen Beitrag für unsere eigene Versorgung“, ergänzt er.

Nichtinvasives Monitoring

Die SAS-IoT-Division hat ein bioakustisches Monitoring-System entwickelt, das den Zustand von Bienenstöcken in Echtzeit überprüfen kann. Es nutzt dazu digitale Signalverarbeitung und Machine-Learning-Algorithmen, die über SAS Event Stream Processing und SAS Viya bereitgestellt werden. Das System soll rechtzeitig erkennen, wenn eine Bienenkönigin verschwindet – ein häufiger Grund für das Aussterben ganzer Bienenvölker. Bislang erforderte eine derartige Überprüfung manuelle Inspektionen des Bienenstocks, die für den Mensch aufwendig und für die Tiere störend sind.

In einem Feldversuch stattete das Team die vier unternehmenseigenen Bienenstöcke mit Sensoren aus, die ihre Daten direkt in die Cloud übermitteln. Ermittelt wurden Gewicht, Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Flugaktivitäten und Akustik. Machine-Learning-Modelle analysierten Geräusche im Bienenstock, die Rückschlüsse auf Gesundheit, Stress-Level, Schwarmaktivitäten und Status der Königin zulassen. Fremde Geräusche werden über robuste Hauptkomponentenanalyse („Robust Principal Component Analysis“, RPCA) ausgeblendet. Die Wissenschaftler entdeckten im Rahmen beispielsweise, dass sich anhand der Frequenz des Bienensummens ermitteln lässt, ob eine Königin vor Ort ist.

Bienenpopulation visualisieren

SAS hilft außerdem mit Datenvisualisierung bei der Abbildung der weltweiten Bienenpopulation. Dies geschieht im Rahmen der Initiative World Bee Count: Sie ermutigt Bürger weltweit, Bienen zu fotografieren, die möglicherweise Aufschluss über die Ursachen für das globale Bienensterben geben könnten. Zudem können Teilnehmer per App Datenpunkte sammeln, Bienenstöcke registrieren und Fotos hochladen. SAS stellt über SAS Visual Analytics eine Karte bereit, auf der unter anderem die Aufnahmen darstellt werden. Insgesamt ermöglichen die Visualisierungen Erkenntnisse darüber, welche Bedingungen zu einer besonders gesunden Bienenpopulation führen.

Zudem gewann beim diesjährigen SAS EMEA Hackathon ein Team, das Machine Learning einsetzte, um den Zugang der Bienen zu Nahrung zu verbessern. Dazu entwickelte das Siegerteam ein System, das automatisch Bienentänze identifiziert, entschlüsselt und abgleicht. Dank dieser Auswertung erfahren auch Imker, wo ihre Bienen Futter finden. An diesen Stellen können sie dann neue Bienenstöcke aufstellen.

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