Giải tần số khác nhau của âm thanh tổ ong ở trạng thái bình thường (trên) và trạng thái bị mất chúa (dưới)

Ong chúa có một vai trò rất quan trọng trong đàn. Người nuôi ong thường xuyên kiểm tra, đánh giá tình trạng về khả năng đẻ trứng của ong chúa. Điều này được thực hiện bằng cách mở tổ ong và kiểm tra các khung tổ ong. Nếu không có trứng hoặc ấu trùng, ong chúa có thể chết, bị bệnh. Mặt khác, nếu kiểm tra thường xuyên có thể gây tác động xấu cho cả đàn ong và ảnh hưởng đến sản lượng.

Nhóm nghiên cứu của Học viện Nông nghiệp Việt Nam đã hướng đến giải pháp xây các API cho phép kết nối các hệ thống giám sát thông qua âm thanh đặt tại vị trí tổ ong (hoặc thu từ xa) để thu thập âm thanh phát ra từ tổ ong từ đó nhận biết được tình trạng đàn của ong chúa.

Phương pháp API này sẽ chia sẻ dữ liệu đến các thiết bị máy tính, di động nhận cảnh báo thông tin kịp thời. Phương pháp chưa được đẩy mạnh ở nước ta, vì thế đây là việc làm cấp thiết giúp ngành nuôi ong đẩy mạnh sản lượng mất ong, nâng cao quy trình nuôi ong.

Trong quá trình tìm hiểu và quan sát các đặc tính trên của đàn ong mật, nhóm nghiên cứu nhận thấy, khi tổ ong bị mất chúa, âm thanh phát ra từ tổ ong sẽ khác so với bình thường do trong những giờ đầu tiên bây ong thợi bay sục sạo khắp nơi xung quanh tổ để tìm kiếm ong chúa, tạo ra âm thanh ồn ào (có tần số lớn hơn khá nhiều so với trạng thái bình thường).

Vì vậy, nhóm nghiên cứu đã phối hợp với Trung tâm Nghiên cứu ong và nuôi ong nhiệt đới tại Học viện Nông nghiệp Việt Nam tiến hành thu thập dữ liệu về âm thanh của bầy ong.

Phương pháp thực nghiệm được nhóm nghiên cứu triển khai nghiên cứu gán 2 nhóm đàn ong bình thường và đàn ong bị mất chúa thông qua nhận dạng được dữ liệu âm thanh của cả hai đàn ong. Nhóm đã tiến hành xây dựng các API cho phép nhận các dữ liệu âm thanh tổ ong thu được từ thiết bị thu âm từ xa với mô hình bài toán như sau:

Mô hình bài toán phát hiện thiếu chúa ở đàn ong mật

Từ mô hình bài toán trên nhóm nghiên cứu đã xây dựng thành công các API cho phép các ứng dụng khác có thể gọi tới để xây dựng được các chức năng cho phép người dùng kiểm tra một tệp dữ liệu âm thanh ong thu được là tổ ong đang ở tình trạng bị thiếu chúa hay trạng thái bình thường.

Chức năng dự đoán tình trạng tổ ong từ một file âm thanh gửi tới từ người dùng.

Ở chức năng này, nhóm nghiên cứu xây dựng API nhận yêu cầu gồm mô hình dự đoán và tệp âm thanh cần kiểm tra, sau đó thực hiện trích chọn đặc trưng và chạy mô hình dự đoán đã được huấn luyện để trả lại kết quả về tình trạng tổ ong là bình thường hay bị thiếu chúa dưới dạng dữ liệu JSON. Các ứng dụng sẽ nhận dữ liệu dạng này và hiện thông báo cho người dùng.

Với "sound" chỉ ra loại âm thanh đó là gì, âm thanh của tổ ong có tình trạng thiếu chúa ("sound":"Bị thiếu chúa") hay ở trạng thái bình thường ("sound":"Bình thường"). Sau đó các ứng dụng sẽ nhận dữ liệu này và hiển thị thông báo cho người dùng.

Giao diện minh họa chức năng kết quả dự đoán tình trạng tổ ong (bình thường hay thiếu chúa)

Nhóm nghiên cứu cũng xây dựng API cho phép nhận dữ liệu âm thanh mới nhất thu được từ nhiều tổ ong, những dữ liệu này được thu theo từng tổ và lưu theo từng thư mục tương ứng trên. Mỗi khi nhận được dữ liệu âm thanh, API sẽ tiến hành trích chọn đặc trưng và thực hiện chạy mô hình đã huấn luyện trước đó để trả ra thông tin về tình trạng thiếu chúa hay ở trạng thái bình thường của từng tổ ong.

Giao diện minh họa kết quả dự đoán tình trạng nhiều tổ ong (bình thường hay thiếu chúa)

Như vậy nhóm nghiên cứu đã xây dựng được các API cho phép nhận các dữ liệu âm thanh ong thu được từ các thiết bị từ xa và xử lý đưa ra dữ liệu là thông tin tình trạng tổ ong bình thường hay bị thiếu chúa. Các API là giải pháp hiệu quả, có thể triển khai ứng dụng đa nền tảng từ máy tính, thiết bị di động từ đó người nuôi ong có thể dễ dàng theo dõi, kiểm tra tình trạng bất thường của đàn ong.