開發以攝錄設備自動分析系統解開蜜蜂八字舞行為背後隱含之蜜源資訊
2019/05/31 @國際
摘要
農業環境變動研究中心以西方蜜蜂作為研究對象，對蜜蜂進行影像側錄，再利用質點影像測速法量測蜜蜂的擺臀行為，換算出覓食區距蜂巢的距離及與蜂巢相對的方位，以此找出蜜源可能出現之方位及出現機率，並繪製出覓食區概率地圖。
示意圖
蜜蜂在自然界中扮演舉足輕重的角色，部分蜂種在採蜜的過程中會替開花植物進行授粉，是許多植物物種繁衍、傳播上不可或缺的一環。蜜蜂在採蜜的過程中，成功發現蜜源的工蜂，會在回到蜂巢後，以八字舞(figure-eight dance，或稱搖擺舞waggle dance)的行為方式，對群體內其他個體展示蜜源資訊及方位。在八字舞的行為中揭露了蜜源與太陽相對的方位，並以擺臀行走距離表示蜜源離蜂巢的距離。八字舞的行為由長期觀察蜜蜂的動物學家卡爾·馮·弗里希(Karl von Frisch)於1967年發現並破譯成功至今，已成為動物行為學中經典的案例，相關研究至今仍持續進行。日本農研機構農業環境變動研究中心(国立研究開発法人 農業・食品産業技術総合研究機構農業環境変動研究センター，機構英文名稱：Institute for Agro-Environmental Sciences, NARO)近日發表以攝錄設備紀錄並快速自動分析隱藏在蜜蜂八字舞背後的蜜源訊息。
農業環境變動研究中心的研究團隊以蜜蜂養殖中常用的品種──西方蜜蜂(又稱歐洲蜜蜂；European honeybees, Apis mellifera)為研究對象，開發出自動判讀蜜蜂行為的技術，研究利用常見的錄影設備，以每秒30張畫面的影格率(frame per second，簡稱FPS，又譯幀)對蜜蜂行為進行拍攝並記錄，利用質點影像測速法(particle image velocimetry，簡稱PIV；日譯：粒子畫像流速測定法)測量個體擺臀行為的向量變化。接著利用個體擺尾頻率及行走長度換算出覓食區距蜂巢的距離及與蜂巢相對的方位，以此找出蜜源可能出現之方位及出現機率，並繪製出覓食區概率地圖(forage area probability map)。【延伸閱讀】科學家發現山羊吃土卻又不傷牙的主要機制
研究團隊將自動分析解密系統與傳統人工計算的結果相比發現，結果相似度竟高達78至87%，顯示自動分析解密系統具有取代傳統耗時的人工計算方式，快速地預估蜜源、花粉等資源位置。研究藉此判斷蜜蜂行為背後的資源差異，並推測造成資源差異的可能環境組成，最終用來做為判斷養蜂場址好壞的工具，並可望於未來進一步推廣至一般養蜂人家。
該研究由日本農研機構提供資助，相關研究成果已發表在<Apidologie>。
資料來源
- 日本農研機構
- Forage area estimation in European honeybees (Apis mellifera) by automatic waggle decoding of videos using a generic camcorder in field apiaries
- NARO
- ミツバチのダンス, NHK
文章摘譯
