Проекты

Краткое описание

Для того, чтобы проводить мониторинг биоразнообразия и сохранять подвиды медоносных пчёл их необходимо отличать друг от друга и измерять степень метизации (скрещивания разных подвидов).

Основным методом определения подвида медоносных пчёл является морфологическое исследование и как его основная часть — морфометрическое исследование пчёл по жилкованию крыла. Эта методика была разработана энтомологами, начиная примерно с начала 20 века, в том числе Кожевниковым, Алпатовым, Руттнером и тд. Сегодня работы по развитию теоретической и практической морфометрии продолжаются. Морфометрия по жилкованию крыла используются и в дифференциации других перепончатокрылых насекомых.

До появления нейронных сетей и прорыва в области компьютерного зрения задача автоматизации морфометрии не могла быть эффективно решена. На данный момент учёные энтомологи используют «кустарные» решения, где в ручном режиме на сканированных изображениях каждого крыла из 30-50 крыльев одной семьи пчёл вынуждены вручную расставлять точки на пересечениях жилок и использовать для анализа простые любительские наработки. Анализ одной пробы занимает примерно 1 — 1.5 часа (Так для анализа одной пробы из 50 крыльев и работе с 12 точками, необходимо вручную проставить 600 точек). Учёным приходится просчитывать многие сотни проб, на что уходит значительное время и человеческий фактор снижает точность и приводит к неправильным результатам анализа.

Автоматизированные решения для морфометрии по жилкованию крыла, отвечающие необходимой точности и удобству на мировом рынке отсутствуют.

Мы хотим и готовы создать удобный и универсальный инструмент для автоматизации процесса дифференциации подвидов пчёл, чем значительно упростить и ускорить работу для специалистов по дифференциации подвидов.

Цель

1. Создать удобную технологичную систему идентификации и учёта подвидов медоносных пчёл (Apis mellifera) на основе морфометрии по жилкованию крыльев, которая поможет быстрее и точнее получать данные о состоянии подвидов пчёл, и на основании этих данных принимать решения, связанные со стабилизацией и сохранением дикой популяции пчёл в природе или селекционных программах на пасеках.

Задачи

1. Создание программного обеспечения (веб-сервиса), которое автоматизирует, ускорит проведение анализа и повысит его точность
2. Размещение созданного веб-сервиса в сети интернет на серверном оборудовании и предоставления бесплатного доступа целевой группы к этому сервису
3. Обучение методике проведения анализа пчёл с помощью созданного веб-сервиса
4. Распространение информации о созданном сервисе среди целевой группы

Обоснование социальной значимости

На сегодняшний день нет достаточных системных данных о состоянии подвидов популяции медоносных пчёл (Apis mellifera) в природе. Есть вероятность полного исчезновения некоторых подвидов.

Для накопления этих данных, фундаментальных научных исследований, экологии (сохранения биоразнообразия), а также для целей селекции в пчеловодстве, необходима идентификация разных подвидов медоносных пчёл (Apis mellifera), и определение степени их метизации. Основным методом определения подвида является морфологическое исследование и как его основная часть — морфометрическое исследование пчел по жилкованию крыла. На данный момент селекционеры и учёные используют кустарные решения, где в ручном режиме на сканированных изображениях каждого крыла из 30-50 крыльев вынуждены проставлять точки на пересечениях жилок, в результате чего анализы делаются долго и сложно. Анализ одной пробы занимает в среднем 1 час (из результатов опроса). Селекционерам и учёным приходится просчитывать многие сотни проб, на что уходит значительное время и человеческий фактор часто приводит к неграмотной расстановке точек и неправильным результатам анализа.
Медоносные пчёлы разных подвидов это объект охраны. Эта работа на базе ООПТ и Заповедников тоже требует постоянного контроля чистоты подвида и степени метизации.

Автоматизированные решения для морфометрии по жилкованию крыла, отвечающие необходимой точности и удобству на мировом рынке пока отсутствуют.

Селекция всегда сложная, некоммерческая и датируемая работа. В России селекция медоносных пчёл находится в самом начале пути.
Так как наше решение это узкоспециализированное отраслевое программное обеспечение, общественное благо, но без которого немыслимо развитие рынка селекции пчёл, его появление на рынке возможно только благодаря государственной поддержки и грантовой помощи.

Появление такой программы значительно упростит и ускорит проведение морфометрических анализов для всех представителей целевой аудитории.

Статья "МЕТОДЫ МОРФОМЕТРИИ В ОПРЕДЕЛЕНИИ ПОРОДНОЙ ПРИНАДЛЕЖНОСТИ МЕДОНОСНЫХ ПЧЁЛ"
https://biomicsj.ru/upload/iblock/051/bmcs19112167.pdf

Статья "НЕКОТОРЫЕ ПРОБЛЕМЫ ИДЕНТИФИКАЦИИ ПОДВИДОВ МЕДОНОСНОЙ ПЧЕЛЫ И ИХ РЕШЕНИЕ НА ПРИМЕРЕ ИЗУЧЕНИЯ Apis mellifera В СИБИРИ"
http://www.agrobiology.ru/2-2022ostroverkhova-html.html

МЕТОДИКА ИЗМЕРЕНИЯ ЭКСТЕРЬЕРНЫХ ПРИЗНАКОВ МЕДОНОСНЫХ ПЧЁЛ СТО 00669424-001–2021
https://beecentr.ru/images/docs/metodikaekster.pdf

Статья "КОРРЕЛЯЦИЯ МОРФОМЕТРИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ И ПРОДУКТИВНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПЧЕЛИНЫХ СЕМЕЙ"
https://cyberleninka.ru/article/n/korrelyatsiya-morfometricheskih-pokazateley-i-produktivnyh-pokazateley-pchelinyh-semey/viewer

Также прикладываем в виде подтвеждения актуальности проблемы письма от наших партнеров — это Федеральный научный центр "Пчеловодство" (учёные-апиологи), Государственный Природный Биосферный Заповедник «Шульган-Таш» (работники ООПТ) и Ассоциация пчеловодов-селекционеров по работе с темной лесной пчелой (пчеловоды-селекционеры). Все они работают с этой методикой и подтверждают актуальность задачи, а также готовы участвовать в тестировании готовой системы в рабочих условиях.

География проекта

Любые регионы с доступом в интернет

Объекты природы и (или) люди,
для которых будет реализован проект

1. Медоносная пчела (Apis mellifera) в ООПТ и на пасеках по сохранению конкретных подвидов.
2. Работники заповедников и ООПТ, которые работают с медоносными пчёлами
3. Селекционеры пчёл разных подвидов
4. Учёные-апиологи