ระบบรังผึ้งอัจฉริยะวิเคราะห์เสียงผึ้งก่อนรังล่มสลาย

ทีมนักศึกษา มจธ.พัฒนา ระบบรังผึ้งอัจฉริยะ วิเคราะห์เสียงผึ้งหาความผิดปกติในรังผึ้ง แจ้งเตือนผ่านเว็บไซต์หรือไลน์ ลดการใช้คนงานตรวจรังผึ้งที่ต้องใช้เวลารังละ 20-30 นาที

ทีมนักศึกษา มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี (มจธ.) พัฒนา รังผึ้งอัจฉริยะ (Smart Hive) รู้ภาษาผึ้ง แจ้งเตือนความผิดปกติในรังผึ้ง ทำให้สามารถแก้ไขได้ทันเวลา ก่อนเกิดความเสียหาย ทำให้การเลี้ยงผึ้ง ง่ายและสะดวกขึ้นกว่าเดิม ลดเวลาทำงาน ลดการรบกวนรังผึ้ง เมื่อเกิดปัญหาในรัง แจ้งเตือนทันที ทำให้สามารถเข้าไปแก้ไขได้รวดเร็ว ลดการขาดทุน ผลผลิตและรายได้เพิ่มให้เกษตรกร

ทั้งนี้ ตั้งแต่ปี 2006 เกษตรกรผู้เลี้ยงผึ้งทั้งในไทยและต่างประเทศ ประสบปัญหา ปรากฏการณ์การล่มสลายของผึ้ง (Colony Collapse Disorder) หรือโรคตายทั้งรังแบบไม่ทราบสาเหตุ โดยผู้เลี้ยงผึ้งสูญเสียผึ้งเลี้ยงกว่าร้อยละ 30 ในทุกๆปี ส่งผลต่อการลดจำนวนประชากรของผึ้งเป็นจำนวนมาก ซึ่งนักวิทยาศาสตร์ยังไม่ทราบสาเหตุของเหตุการณ์นี้ที่แน่ชัด

“ผึ้ง” นั้นมีบทบาทสำคัญในการผสมเกสรทางธรรมชาติ หากไม่มีผึ้งจะทำให้อาหารของมนุษย์หนึ่งในสามจะหายไป รวมทั้งพืชพรรณธรรมชาติกว่าร้อยละ 80 ส่งผลกระทบต่อการเกษตร เศรษฐกิจด้านมูลค่าการส่งออก

การล่มสลายของผึ้งอาจเกิดจากสภาวะแวดล้อม, โรคภัย หรือสารเคมี โดยปัญหานี้ได้จุดประกายความคิดและสร้างความท้าทายให้กับ ทีม Bee Connex ประกอบด้วย นายบุญฤทธิ์ บุญมาเรือง นายทิติยะ ตรีทิพไกวัลพร นายวัชริศ บุญยิ่ง และนายพีรกิตติ์ บุญกิตติ นักศึกษาภาควิชาวิศวกรรมคอมพิวเตอร์ คณะวิศวกรรมศาสตร์ มจธ.เลือกเป็นโจทย์ใน Senior Project

นักศึกษาทั้งสามคนได้นำเทคโนโลยีการสื่อสารในทุกสรรพสิ่ง (Internet of Things-IoT) และการเรียนรู้ของเครื่องจักร (Machine Learning) คิดค้นระบบรังผึ้งอัจฉริยะ (Smart Hive) เพื่อวิเคราะห์เสียงผึ้งเมื่อพบสัญญาณที่ผิดปกติ โดยระบบดังกล่าวจะส่งข้อความเตือนผู้เลี้ยงผ่านแดชบอร์ดและไลน์แอปพลิเคชัน (Line Application)

ผลงานดังกล่าวช่วยให้ทีมคว้ารางวัลชนะเลิศ การแข่งขันอิมเมจิ้นคัพประเทศไทย และล่าสุดยังได้รับรางวัลรองชนะเลิศอันดับ 1 การแข่งขันระดับภูมิภาคเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ 2018 เป็นตัวแทนภูมิภาคไปแข่งขันชิงถ้วยอิมเมจิ้นคัพระดับโลก ณ ซีแอตเทิล สหรัฐอเมริกา

บุญฤทธิ์ เล่าว่า ปัจจุบันวิธีดูแลผึ้งใช้คนในสัดส่วน 300 กล่องต่อคน ใช้เวลา 10-20 นาทีต่อกล่อง ในการตรวจดูกล่องรังผึ้งจะต้องใช้ควันเป่าผึ้งและตรวจดูรวงรัง ซึ่งมีประมาณ 8-12 รวงรังต่อกล่อง ทำให้การดูแลและป้องกันศัตรูทางธรรมชาติที่จะสร้างความเสียหายต่อรังผึ้งทำได้ยาก ใช้เวลาและรบกวนผึ้งมาก จึงคิดแก้ปัญหาโดยใช้ระบบ IoT มาวิเคราะห์ข้อมูลเพื่อใช้ในการดูแลกล่องรังผึ้ง

“ระบบจะแจ้งเตือนทันทีหากพบสัญญาณที่ผิดปกติที่เกิดขึ้นในรังผึ้ง โครงการเริ่มต้นจากสอบถามปัญหากับเกษตรกรผู้เลี้ยงผึ้งหลายๆ แห่งในไทยและเริ่มทดสอบพัฒนาระบบในพื้นที่วิจัยผึ้งพื้นเมือง มจธ. วิทยาเขตราชบุรี พบว่าผึ้งสามารถสื่อสารหากันภายในโดยการเต้นรำ เสียง หรือการใช้ฟีโรโมน” บุญฤทธิ์กล่าว

งานนี้ยังมี ผศ.ดร.อรวรรณ ดวงภักดี หัวหน้าศูนย์วิจัยผึ้งพื้นเมือง มจธ. วิทยาเขตราชบุรี เป็นที่ปรึกษา ซึ่งจากการศึกษาพบว่า การใช้เสียงของผึ้งมีการใช้เสียงที่มีลักษณะเฉพาะในแต่ละพฤติกรรมของผึ้ง ทีมจึงเลือกเก็บเสียงของผึ้งเพื่อเป็นข้อมูลนำมาวิเคราะห์สถานการณ์ที่เกิดขึ้น ทำให้ทราบว่าผึ้งในรังเป็นอย่างไร โดยที่ไม่จำเป็นต้องเปิดกล่องดู

“ระบบสามารถตรวจจับสัญญาณผิดปกติในรังผึ้ง เช่น การรบกวนจากศัตรูธรรมชาติ คือ มดแดง ต่อ นกกินผึ้ง โดยผึ้งจะส่งเสียงที่แสดงพฤติกรรมการเดือนเพื่อนร่วมรัง ตอบโต้กับศัตรูดังกล่าว ที่มีเอกลักษณ์เฉพาะชนิดของศัตรู เช่น เสียงขู่ มีลักษณะเสียงเหมือนคลื่นทะเล อยู่ช่วงความถี่ 300 - 3,600 เฮิร์ทซ์ และสัญญาณการหยุด (stop signal) เพื่อเตือนสมาชิกในรังถึงการรบกวนของศัตรูธรรมชาติ”

เสียงของผึ้งดังกล่าว เมื่อแสดงเป็น Spectrogram จะเห็นเป็นเส้นแสดงความถี่สูงๆ เห็นได้ชัดเจนว่าภายในรังผึ้งต้องมีปัญหา ซึ่งระบบสามารถวิเคราะห์และแสดงผลได้ถูกต้องร้อยละ 80 โดยนำอุปกรณ์ IoT ไปติดตั้งเข้าภายในกล่องเลี้ยงผึ้ง เพื่อเก็บข้อมูล ภาพ เสียง อุณหภูมิ ความชื้น และน้ำหนัก เมื่อระบบเก็บข้อมูลและจะนำส่งไปยังระบบ Cloud ของตัวโมเดลที่สร้างขึ้น และประมวลผล วิเคราะห์หาสัญญาณผิดปกติภายในกล่องเลี้ยงผึ้ง

บุญฤทธิ์ กล่าวว่า ระบบจะส่งผลวิเคราะห์ไปยังผู้เลี้ยงผึ้งได้ 2 ช่องทาง คือ เว็บไซต์ และไลน์ เพื่อสะดวกในการดูข้อมูล ทำให้ผู้เลี้ยงสามารถดำเนินการแก้ไขปัญหาที่เกิดขึ้นได้อย่างทันที และเพิ่มเติมว่าทีมกำลังพัฒนาต่อยอดผลงานไปสู่การเป็นผู้ประกอบการรุ่นใหม่ ที่จะมีประโยชน์ต่อการพัฒนาประเทศในยุคประเทศไทย 4.0 ได้อย่างเข้มแข็งต่อไป