Behavioral and signal performance of the colony status and the development of an automated bee hive monitoring system for the two economically domesticated honeybees, the European honeybees, Apis mellifera and Eastern Honey bees, Apis cerana

ผึ้งเป็นแมลงที่รู้จักกันอย่างกว้างขวางทั่วโลก ในเรื่องของการเป็นสิ่งมีชีวิตที่ช่วยในการผลิตน้าผึ้งและเป็นแมลงสาคัญที่ช่วยในการผสมเกสรกับพืช ผลิตภัณฑ์ที่ผึ้งผลิตแล้วมนุษย์นามาใช้ เช่น น้าผึ้ง (honey) เกสร (pollen) ไข(wax) ผึ้ง นมผึ้ง (royal jelly) และพรอพอลิส (propolis) โดยตลาดน้าผึ้งระดับโลกมีมูลค่ารวมถึง 1.17 พันล้านบาท(USAID 2012) นอกจากนั้นแล้วพืชอาหารมากกว่าร้อยละ 30 ของโลกจาเป็นที่จะต้องใช้ผึ้งในการผสมเกสรประกอบมีนักวิชาการได้ออกมานาเสนอว่ามูลค่าของการที่ผึ้งช่วยในการผสมเกสรนั้นมีค่า 20-120 เท่าของมูลค่าของผลิตภัณฑ์ที่ผึ้งผลิตได้ (Cvitković et al., 2009)

การเลี้ยงผึ้งจัดเป็นอุตสาหกรรมหนึ่งที่มีมูลค่าสูงโดยถูกบริหารจัดการโดยผู้เลี้ยงผึ้ง ซึ่งในปัจจุบันผึ้งพันธุ์เป็นผึ้งที่ได้รับความนิยมสูงในการนามาเลี้ยงในอุตสาหกรรมนี้ เริ่มต้นผึ้งพันธุ์ถูกนามาเลี้ยงในทางตอนใต้ของ Scandinavia, เอเชียตอนกลางและอัฟริกา (Seeley, 1985; Ruttner, 1988; Sheppard and Meixner, 2003) โดยตั้งแต่ปี 1600 พื้นที่ที่เลี้ยงผึ้งพันธุ์ก็ถูกขยายไปฟาร์มเลี้ยงผึ้งทั่วทั้งโลก(Sheppard and Meixner, 2003) ในปี 2008 ได้มีการคาดคะเนจานวนรังของผึ้งพันธุ์อยู่ 72.5 ล้านรังก่อนที่จะเกิดปรากฏการณ์ colony collapse disorder (Cvitković et al., 2009) ที่ส่งผลให้จานวนประชากรผึ้งลดลงเหลือ 57.2 ล้านรังในปี 2013 ประกอบกับมีการประมานจานวนฟาร์มผึ้งประมาน 100,000 ฟาร์ม จะมีจานวนผึ้งพันธ์ที่เลี้ยงอยู่ในช่วง 500-2,000 รังต่อฟาร์ม และตั้งแต่ปี 1940 ผึ้งพันธุ์ในถูกนามาเลี้ยงในประเทศไทยและปัจจุบันก็ได้รับความนิยมในการเลี้ยงในระดับฟาร์มมากที่สุด โดยในประเทศไทยจะมีผู้เลี้ยงผึ้งอยู่ประมาน 1,600 คน รวมแล้วมีจานวนรังถึง 200,000 รัง (Wongsiri et al., 2008). เฉลี่ยตั้งแต่หลัก 100-1,000 รังต่อฟาร์ม

ร้อยละ 90 ของรังผึ้งปัจจุบันใช้ Langstroth hives จะประกอบไปด้วยคอนหรือเฟรม 8-10 อัน ที่มีลักษณะเป็นโครงสี่เหลี่ยมผืนผ้า ซึ่งสามารถที่จะถอดเข้า-ออกได้จากตัวรัง ไว้ใช้สาหรับเป็นตัวยึดเกาะให้ผึ้งในการสร้างรังและช่วยให้ผู้เลี้ยงง่ายต่อการจัดการรัง นอกจากนี้ยังสามารถเพิ่มคอนอีก 3-4 อันไปยังชั้นที่ 2 กรณีที่ผู้เลี้ยงเพิ่มจานวนชั้นเพื่อเพิ่มผลผลิตน้าผึ้ง ภายในรังผึ้งจะมีประชากร 50,000 – 100,000 ตัว กระจายอยู่ทั่วทุกๆคอน อย่างไรก็ตามการจัดเรียงโครงสร้างภายในรังที่ผึ้งสร้างขึ้นมีความซับซ้อน ดังนั้นทุกๆ 1-2 สัปดาห์ผู้เลี้ยงจึงจาเป็นต้องมีการบริหารจัดการรังด้วยการเปิดกล่องเลี้ยงเพื่อตรวจสอบพฤติกรรม, สุขภาพและโรคที่อาจเกิดขึ้นกับผึ้ง โดยปัจจุบันการตรวจสอบคือการเปิดกล่องผึ้งแล้วยกคอนขึ้นมาตรวจทีละคอน หากฟาร์มเลี้ยงผึ้งนั้นมีจานวนรังมากกว่า 500-1000 รังก็จะทาให้เกิดปัญหาได้ง่ายเนื่องจากการดูแลที่ไม่ทั่วถึง

ดังนั้นการตรวจสอบรังแบบดั้งเดิมมีข้อเสียหลายประการ ดังนี้
1) การตรวจสอบรังผึ้งแบบดั้งเดิมยังขาดความไม่แม่นยาในการวินิจฉัย สามารถวินัยฉัยได้เพียงเบื้องต้นเท่านั้น เช่น การตรวจดูนางพญา, การวางไข่, ปริมาณน้าผึ้ง เป็นต้น
2) การตรวจสอบรังผึ้งแบบดั้งเดิมบ่อยครั้งนั้นรบกวนการทางานของผึ้ง เช่นการควบคุมอุณหภูมิและความชื้นภายในรัง โดยในหลายๆขั้นตอนของการตรวจสอบจาเป็นที่จะต้องเปิดฝากล่องรังผึ้งและตรวจสอบทีละคอน ก่อให้เกิดความเครียดกับผึ้งได้ การตรวจสอบโดยการเป่าควันก่อนเปิดรังยิ่งเป็นการเพิ่มความเครียดให้รังมากขึ้น
3) การตรวจสอบรังผึ้งแบบดั้งเดิมนั้นใช้คนในการดูแลและเวลาในการตรวจสอบที่นาน
ตามที่อธิบายไว้เบื้องต้น การตรวจสอบรังผึ้งเพื่อตรวจดูสุขภาพ, โรคและศัตรูของผึ้งนั้นใช้แรงงานและระยะเวลาดูแลที่นาน ประกอบกับการวินิจฉัยที่เกิดกับรังผึ้งจาเป็นที่จะต้องอาศัยผู้ที่มีประสบการณ์เพื่อที่จะสามารถตรวจพบปัญหาที่จะเกิดขึ้นให้พบอย่างรวดเร็ว และทาการแก้ไขได้อย่างเหมาะสม อย่างไรการสื่อสารของผึ้งที่ใช้การเต้น, ฟีโรโมนหรือสัญญาณที่เกิดขึ้นภายในรังไม่ง่ายที่จะทาความเข้าใจในการแต่ละการตรวจสอบรังผึ้งซึ่งอาจนาไปสู่การวินัจฉัยที่ผิดพลาดและความเสียหายในเชิงเศรษฐกิจ

ปัจจุบันก็มีเทคโนโลยีที่มีความเสถียรสามารถที่จะเก็บข้อมูลอุณหภูมิภายในกล่องเลี้ยงผึ้งซึ่งสามารถช่วยให้ผู้เลี้ยงผึ้งสามารถที่จะรับทราบข้อมูลที่แท้จริงที่เกิดขึ้นได้ (Michels, 2011) ในองค์ความรู้ที่ทางทีมวิจัยกาลังจะดาเนินการ ยังไม่มีสินค้าพานิชย์ที่สามารถตรวจสอบรังผึ้งได้อย่างสมบูรณ์ และยังไม่สามารถระบุสถานะขอรังและภาษาผึ้งแบบอัตโนมัติในการหาอาหาร ทิ้งรังและการป้องกันศัตรูได้ อีกทั้งในส่วนที่จะระบุสถานะภายในรังนั้น ต้องมีผู้เชี่ยวชาญในการวิเคราะห์ที่สามารถวิเคราะห์ข้อมูลเหล่านี้ ได้ข้อมูลจากการเก็บพฤติกรรมจริงด้วยตัวกระตุ้นจริง ซึ่งใช้ระยะเวลาในการวิเคราะห์ ดังนั้นโครงการนี้จึงมีวัตุประสงค์ที่จะออกแบบการทดลองเพื่อศึกษาพฤติกรรม สัญญาณและการสื่อสารที่เฉพาะเจาะจงเพื่อระบุสถานะของรังผึ้งเพื่อสร้างระบบตรวจวัดรังผึ้งที่สมบูรณ์ โดยการเก็บข้อมูลที่สาคัญและจาเป็นในการประเมินปัจจัยอยู่รอดของรัง ได้แก่ รังผึ้งในสภาวะปกติ การหาอาหาร การป้องกันรังจากการโจมตีของศัตรูและปรสิต การทิ้งรัง การเปลี่ยนนางพญาและการแยกรัง แล้วทาการพัฒนาระบบอัตโนมัติในการตรวจสอบค่าพารามิเตอร์ต่างๆของรังผึ้งและบริเวณโดยรอบด้วยการติดตั้งเซนเซอร์หรือตัวรับรู้ได้การเก็บข้อมูล ข้อมูลจะถูกนามาใช้เพื่อพัฒนาอัลกอริทึมการจาแนกสถานะของรังและสามารถใช้ในการตัดสินสุขภาพปัจจุบันของผึ้งรังนั้นๆ ได้

ผลการวิจัยของโครงการจะช่วยปรับปรุงกระบวนการจัดการเลี้ยงผึ้ง ดังนี้:
1) ลดเวลาและค่าใช้จ่ายที่ใช้ในการดูแลผึ้ง
2) ลดการรบกวนผึ้ง เนื่องจากระบบการตรวจสอบรังผึ้งจะสามารถทาได้โดยการไม่เปิดรังผึ้ง
3) การแจ้งเตือนผู้เลี้ยงเมื่อระบบตรวจพบปัญหา ทาให้สามารถที่จะเข้าไปแก้ไขปัญหาได้อย่างทันที ลดการสูญเสียที่จะเกิดขึ้น
4) เพิ่มผลผลิตที่ได้รับ เนื่องจากสามารถที่จะระบุสถานะความตื่นตัวของการหาอาหารสามารถช่วยเรื่องประสิทธิภาพกาผสมเกสร และระบุสุขภาพของรังผึ้งได้ ซึ่งข้อมูลนี้จะถูกนามาเป็นข้อมูล
นอกจากนี้ยังเป็นองค์ความรู้สาคัญที่จะนาไปประยุกต์ใช้ในการนาผึ้งไปใช้ดังนี้
1) การช่วยผสมเกสรอย่างมีประสิทธิภาพ ระบบจะระบุกิจกรรมในรังผึ้งได้อย่างแม่นยาและแสดงผลว่าผึ้งได้เข้าไปเก็บที่พืชเป้าหมายอย่างมีประสิทธิภาพหรือไม่
2) ประยุกต์ใช้รังผึ้ง ด้านการให้บริการนิเวศน์ การเต้นราเพื่อสร้างแผนที่ภูมิทัศน์ดอกไม้และต้นไม้ในป่าธรรมชาติ โดยวิเคราะห์จากการเต้นราในรังผึ้งของแต่ละฤดูกาล