IoT Archive - clabremo

Kurzbeschreibung des Vorhabens Steel4Bees

170.000 (Hobby-)Imker betreuen 1,2 Millionen Bienenvölker, die den Großteil der Bestäubungsleistung erbringen. Auf der Wunschliste der Imker steht eine Trachtwaage ganz oben. Vernetzte Waagen sparen Transportkosten (zum Bienenstand) und verringern das Risiko von Völkerverlusten. Herkömmliche Waagen sind teuer (oder funktionieren nicht richtig oder sind instabil), zu viel „Maschinenbau“ und oft kompliziert. Aus imkerlicher Sicht gibt es keinen Grund für die hohe Genauigkeit, die für Waagen propagiert wird. Mit einer preiswerten, einfach zu handhabenden „Volkswaage“ könnten
a) Völkerverluste verringert und mehr Imker gewonnen werden und
b) die Bestäubungsleistung in Deutschland erhöht werden.
Die Idee ist, ein drastisch vereinfachtes, robustes, vernetztes und preiswertes Wiegegerät mit vielen Imkern zu testen und die Akzeptanz zu ermitteln. Außerdem soll geprüft werden, ob ein Mietmodell am Markt funktionieren kann.

Der Trachtwaagenmarkt heute

Im Rahmen des Projektes Biene40 haben wir den Anbieter-Markt untersucht. Insgesamt werden 15 Anbieter von Trachtwaagen beobachtet, 11 davon sind in Deutschland erhältlich. Drei Trachtwagen haben wir bereits untersucht: beehivemonitoring.com, BeeConn und Beelogger.

Beelogger ist eine Community-Initiative und wird durch ein kleines Entwicklerteam stetig weiterentwickelt. Wie gut die Waage ist, hängt ein wenig davon ab, wie sorgfältig jemand arbeitet, der sie selber baut. Im Imkerverein Viersen Stadt werden mehr als 20 solcher Waagen eingesetzt. Die Waagen bewähren sich sehr gut. Mittlerweile sind mehr als 1600 Installationen in Betrieb.

BeeCon ist eine Waage aus Slowenien, dort ist sie sehr verbreitet. Die Waage baut nicht hoch auf und ist daher für Spezialanwendunge interessant. Auch BeeConn hat sich im Praxistest bewährt.

Marktführer in Deutschland ist die Fa. Wolf-Waagen. Die meisten Waagen im Trachtnet sind von Wolf. Wolf-Waagen setzen auf Qualität und nicht auf Preisführerschaft.

Erst kürzlich hinzugekommen ist Easyhive, eine deutsches Startup. Erste Gespräche über mögliche Kooperationen mit dem netten Gründerteam wurden geführt.

Innovationsbedarf

Die in Deutschland derzeit 170.000 Imkernden, die etwa 1,2 Mio Bienenvölker pflegen. sind in ihrer Anzahl noch vom historischen Höchststand entfernt, es herrscht ein ständiger Mangel an Bestäubungsleistung. Eine Wägeeinrichtung für Bienenstöcke ist ein gutes Hilfsmittel und steht bei vielen Imkernden auf der Wunschliste. Derzeit werden Wiegeeinrichtungen für Bienestöcke als zu teuer angesehen (Quelle: Gespräche mit Imkern auf der eurobee und auf dem Apisticus-Tag) oder sind trotz Bewerbung in Magazinen in Deutschland nicht erwerbbar. Es gibt Waagen, die funktionieren nicht richtig. Die gängigen Bauweisen der Waagen sind manchen Imkernden auch „zuviel Maschinenbau“. Was fehlt, sind
a) einfache, praktikable, robuste, preiswerte Wiegeeinrichtungen (Quelle: Recherchen und Imkerworkshops im Rahmen des am 29.02.2024 endenden Projektes Biene40),
b) einfache und verständliche internetgestütze Anzeige- und Auswertungsfunktionen (Dashboard)
c) preislich niederschwellige Einstiegs- und Testmöglichkeiten.
Punkt b) steht mit Abschluss des Projektes Biene40 ab Mai 2024 zur Verfügung.
Ein technischer Demonstrator einer einfachen, praktikable, robuste, preiswerte Wiegeeinrichtungen steht bereits zur Verfügung, eine Abbildung folgt nach Erteilung eines Schutzrechtes. Wenn der Markt eine Konstruktion wie die vorgeschlagene annimmt, würde dies zu
I) mehr Sicherheit beim Imkern insbesondere bei Imkereineulingen,
II) gesünderen Bienenvölkern und weniger Völkerverlusten und mittelbar zu einer
III) höheren Bestäubungsleistung in Deutschland führen.
Die Innovation bezieht sich weniger auf die technischen Neuheit und die technischen Features (bis auf ein Konstruktionsmerkmal setzt die Wiegeeinrichtung auf bewährte, auch in anderen Waagen eingesetzte Komponenten) , sondern auf die
1.) Einfachheit durch eine besonderes Konstruktionsprinzip, der
2.) Robustheit* und der
3.) Berücksichtigung von Einschränkungen bei den Imkernden: Bewegungseinschränkungen, nachlassende Kraft und Sehstärke (alternde Bevölkerung) und geringes Zeitbudget (Vereinbarkeit von Imkerei als Hobby, Familie und Beruf).
Früher war Imkern ein ein „arme-Leute-Hobby“. Das ist heute nur noch eingeschränkt so. Jedoch sind Imkernde oft lebensälter (Rentner) und preissensitiv. Hier soll ein Mietmodell evaluiert werden, um jedem den preisgünstigen Einstieg ohne (gefühlte) Austrittskosten zu ermöglichen.

(*) Robustheit wird mit Hilfe eines Standard VW-Bus (Zwei Tonnen) getestet. Es wird schlicht über die Waage gefahren.

clabremo entwickelt Sensoren und eine Internet-Plattform für Bienenstöcke. Damit soll Bienenhaltung minimalintensiv werden. Bienenhalter erfahren mehr über ihre Bienen. Im Forschungsprojekt Biene40 treiben wir die Entwicklung der Sensoren voran.

02.02.2024

Vorteil

Sensorgestützt imkern heißt, bienengerecht imkern!

Warum ist das so? Natürlich möchten Sie über Ihre Bienen Bescheid wissen. Bloß – es geht den Bienen besser, je weniger oft Sie die Beute öffnen. Damit Sie über den Zustand Ihrer Bienen Bescheid wissen ohne in die Beute schauen zu müssen, gibt es (bald) die Sensoren für die Bienenstock.

Abb. 1. Masterstudentin Alexandra Hausmann mit einem Prototypen für Mini-Plus. Alexandra hat ihre Masterarbeit in Wirtschaftsinformatik über Digitalisierung in der Landwirtschaft geschrieben.

Funktionsweise

Kern ist die Messung und Bewertung des vertikalen Temperaturprofils in der Beute. Hierüber lässt sich Einiges ablesen. So ist es im Winter 2019 / 2020 gelungen, das Ende des Futtervorrats mit der einfachen Temperaturmessung vorherzusagen (Brell 2020).

Abb. 2: Einbau der Temperaturlanze

Abb. 3: Prototyp der Messelektronik. Das Gehäuse wird einfach außen an die Beute geklipst.

Abb. 4: Ein Testsystem. Mini Plus hat sich für Untersuchungen des Temperaturverhaltens im Bienenstock als ideales Beutensystem erwiesen.

In der Kombination mit anderen Datenquellen sind dann ganz neue Auswertungen möglich. Es ist gelungen, eine künstliche-Intelligenz-Kamera zu entwickeln, die automatisch Bienen mit und ohne Pollenhöschen zählt (Maus 2019). In einer Abschlussarbeit prüften wir, wie man mit Klangaufnahmen und künstlicher Intelligenz herausbekommen kann, ob die Bienen zufrieden sind (Smolinski 2020). Der Verschnitt dieser Daten mit den Temperaturprofilen eröffnet ganz neue Erkenntniswege.

Damit kann auch ein Mensch mit wenig Zeit in die Bienenhaltung einsteigen – Der Blick in die Beute gelingt mit dem Smartphone.

Daten

Die Daten aus dem Projekt werden für andere Forschergruppen zur Verfügung gestellt.

Sounddaten aus dem Bienenstock: https://cbrell.de/blog/temperaturmessungen-und-soundanalysen-in-bienenstoecken-dadant-und-kombibeuten/

Verfügbarkeit der Technik

Die Förderung des Projekts Biene40 endet am 29.02.2024. Danach beginnt die Verwertungsphase, in der clabremo die Sensoren am Markt verfügbar machen wird. Zunächst starten wir mit Selbstbauanleitungen und dem Angebot einer Datendrehscheibe mit Dashboard. Fertiggeräte zur Miete über den Imkereifachhandel werden folgen.

Zur Zeit ist geplant, im Mai 2024 die ersten Bauanleitungen freizugeben.

Quellen

Brell, Claus (2020) Genug Futter im Stock? – Temperaturmessung zeigt`s an. In: bienen&natur 03.2019, München. S. 36-37.

Hausmann, Alexandra (2020) Digitalisierung in der Landwirtschaft – Wie kleinere Betriebe die Zukunft von Landwirtschaft 4.0 sehen. Masterthesis an der Hochschule Niederrhein, nicht veröffentlicht.

Maus, Dennis (2019) beePi – KI-basierte Zählung von beweglichen Objekten mit Linux-Klein- rechnern am Beispiel von Bienen auf dem Rasberry Pi. Masterforschungsprojekt an der Hochschule Niederrehin, unveröffentlicht

Smolinski, André (2020) Predictive Maintenance mit Soundanalysen und Deep Learning -Prototypische Realisierung eines Bewertungssystems am Beispiel von Honigbienen. Bachelorthesis an der Hochschule Niederrhein, in Arbeit

Temperaturkurven live cbrell.de/biene40

Video „Temperatursensoren im Bienenstock Einbau“ https://youtu.be/jBRVC4yO4_8

Vortrag „Leichter Imkern mit Digitalisierung – Transdisziplinäre Forschung für Mensch&Bien“ Folien auf Sliedshare

Messelken, Marco; Wurm, Julia; Brell, Claus (2024) Honey Bees Don`t Like it Hot Temperature Measurements in Beehives During High Sunlight, online ressource – viXra:2401.0107 [pdf] submitted on 2024-01-22 20:26:44

(Abstract: First measurements with the help of several temperature sensors in a beehive show that a high heat input through solar radiation in a beehive leads to stress in the bee colony. The bees show cooling behavior that can be observed directly and with sound analyses in order not to let the temperature in the hive rise above 38°C. A measurement without bees shows a difference in internal temperature of up to 7°C in a comparison between a shaded and an unshaded hive. The heat input can be reduced by simple measures such as shading by placing a rear-ventilated radiation shield. It is recommended to shade hives in summer. This paper is based on a contribution to the conference of the Entomologische Gesellschaft Düsseldorf e.V. in Düsseldorf, Germany, 2023)