Beewise: нестандартный подход к спасению пчел во всем мире

Кэтрин Джуэлл, Отдел распространения информации и цифрового контента, ВОИС

Пчелы — важнейшие из всех насекомых-опылителей, которым принадлежит центральная роль в обеспечении мира продовольствием. Без опыления многие растения не могут размножаться. Саар Сафра, генеральный директор израильского стартапа Beewise, стремящийся спасти пчел, подошел к делу масштабно — задействовав искусственный интеллект (ИИ), компьютерное зрение и робототехнику. Г-н Сафра объясняет, как высокотехнологичное решение Beewise помогает спасать пчел во всем мире. Он также рассказывает о роли интеллектуальной собственности (ИС) в поддержке таких же малых компаний, как Beewise, работающих над преодолением одной из самых насущных мировых проблем.

Как вы создали Beewise?

Я предприниматель, раньше занимался разработкой программного обеспечения. Мой соучредитель Элайджа Радзинер занимается товарным пчеловодством. Как и у других пчеловодов мира, его колонии, несмотря на прилагаемые усилия, гибнут. Мы решили объединить усилия и попытались понять, как можно задействовать робототехнику и ИИ для спасения пчел. Затем мы начали выпускать пробные версии продуктов. Первые версии были очень примитивными, однако очень скоро мы поняли, каким должен быть продукт, позволяющий спасать пчел в больших масштабах. Тогда мы основали Beewise и начали разрабатывать ульи BeeHomes.

Почему спасение пчел настолько важно?

Во-первых, по всему миру разрушаются пчелиные колонии. Это серьезная проблема, потому что пчелы опыляют 75 процентов всех плодово-овощных, зерновых и ореховых культур планеты, которые мы употребляем в пищу. Если бы не было пчел, то у нас не было бы ставших повседневными овощей, фруктов и цветов. Пчелы — это несущий элемент глобальной цепи продовольственного снабжения, однако каждый год в мире утрачивается примерно 35 процентов пчелиных семей. Гибнут не отдельные пчелы — гибнут целые колонии, и это серьезная проблема.

Во-вторых, население мира растет и, выбираясь из бедности, люди хотят наладить здоровое питание. Поэтому на фоне постоянного роста спроса на продукты пчеловодства предложение ежегодно сокращается на 35 процентов, и этот разрыв продолжает увеличиваться. Нет четкой стратегии выравнивания предложения в соответствии со спросом. Эту проблему мы тоже пытаемся решить.

Почему разрушаются колонии?

Если речь идет о конкретном вирусе, например COVID, можно выявить его и начать искать решение. Потребуется время, но в целом задача представляется выполнимой.

С пчелами дело обстоит по-другому. Пчелы страдают от множества проблем одновременно. Возьмем, например, изменение климата. Каждый раз, когда температура повышается на полпроцента, пчелы теряют примерно 5 процентов продуктивности. На пчел воздействуют вредители и болезни, которых еще несколько десятков лет назад не существовало. В современном земледелии используются пестициды — химикаты, защищающие посевы от вредителей, но убивающие пчел. Все эти стрессовые факторы вместе создают для пчел своего рода «идеальный шторм».

Люди тысячелетиями работают с пчелами, но главная проблема в том, что традиционные деревянные ульи не позволяют пчеловодам помогать пчелам сразу же. Если же используются ульи BeeHome, то можно смягчить стрессовые факторы и отслеживать состояние пчел в режиме реального времени.

Пчелы — это несущий элемент глобальной цепи продовольственного снабжения, однако каждый год в мире утрачивается примерно 35 процентов пчелиных семей.

Что такое BeeHome?

Если объяснять доступным языком, то в BeeHome, как и в традиционном улье, живет несколько пчелиных семей. Но BeeHome больше обычного улья, а в его центральном коридоре установлен робот, круглосуточно отслеживающий состояние этих семей с помощью компьютерного зрения, ИИ и нейросетей.

Робот снимает пчел, а наши инструменты ИИ конвертируют эти изображения в данные, выявляют возможные проблемы и дают роботу команду принять необходимые меры. Например, ИИ видит, что пчелы больны, и робот распыляет в улье нужный препарат (пяти капель хватает, чтобы спасти всю колонию). Или если у пчел нет еды или воды, робот может пополнить запасы колонии внутри BeeHome. Это очень простой механизм, позволяющий управлять состоянием пчелиной семьи в режиме реального времени. Мы никак не меняли традиционные приемы пчеловодства, просто поручили их роботу, действующему в реальном времени.

Как вы пришли к идее создать BeeHome?

Замысел был в том, чтобы взять существующие технологии и применить их для наших целей. Мы не пытаемся создать современнейшие устройства. Мы интегрируем простейшее, самое доступное, стандартное аппаратное обеспечение с нашей программной платформой, которая направляет и организует работу всего решения. Я называю это «ПО в консервной банке» (по выражению #Илона Маска). Ведущий элемент этого решения — компьютерное зрение на основе ИИ, которое определяет, что и когда нужно предпринимать.

Какие данные вы собираете?

Мы собираем множество данных. В обычном улье 60 тыс. ячеек, разделенных на 10 рамок (пчелиные соты) примерно по 6 тыс. ячеек каждая. В них пчелы хранят яйца пчелиной матки, личинки и куколки, а также пыльцевой нектар и мед. Это их дом. В BeeHome колонии обустроены на 30 рамках, в каждой колонии по 180 тыс. ячеек, и состояние всех отслеживается индивидуально. При круглосуточном мониторинге колоний генерируются терабайты данных, которые направляются в облако на анализ искусственным интеллектом, определяющим, что происходит в каждой ячейке.

Выявить болезнь в реальном времени трудно: для этого нужно постоянно отслеживать каждую ячейку, выделять самые малые отклонения в состоянии ячеек или поведении пчел, которые могут инициировать тревожный сигнал и потребовать решения о том, какие действия нужно предпринять. Весь процесс выполняется с использованием ИИ.

Мы никак не меняли традиционные приемы пчеловодства, просто поручили их роботу, действующему в реальном времени.

Эти данные позволяют нам спасать пчел по всей планете, что напрямую влияет на глобальное обеспечение продовольствием. Благодаря нашему решению вероятность разрушения колонии снижается менее чем до 10 процентов, тогда как эталонный показатель по отрасли составляет 35 процентов. И все это делает робот.

Мы также изучаем данные, чтобы выявить другие элементы, позволяющие извлечь уроки и оптимизировать жизнь колонии, опыление или производство меда. Если удастся наладить производство и быстрое внедрение этих устройств, мы сможем спасать пчел в больших масштабах.

Эти данные существовали всегда, но были скрыты за деревянными стенками ульев, ставших своего рода черными ящиками. В обычных ульях можно лишь получить картину происходящего в моменте, но нельзя отслеживать ее развитие. BeeHome — это не просто выход за пределы ограничений традиционных ульев, это их полное переосмысление. Мы отслеживаем данные, храним и анализируем их, надеясь постичь другие тайны, которые помогут и пчелам, и нам — ведь мы, как известно, связаны друг с другом.

Что вызвало наибольшие трудности при разработке?

При создании слаженно работающего устройства, позволяющего содержать пчел и действенно снижать риск разрушения колоний, возникает множество трудностей. В нашем устройстве сочетаются аппаратное и программное обеспечение, достижения биологии и химии. К тому же мы имеем дело с живыми организмами. Пчелы произвольно перемещаются внутрь и наружу, а нам нужно создать им удобные, благоприятные условия, иначе они улетят. Трудность состоит в том, чтобы обучить ИИ знаниям о пчеловодстве как об управлении хаотичной и сложной биологической системой, натренировать модели и алгоритмы. Столь же сложно отследить и идентифицировать два миллиона роящихся пчел. Однако благодаря пчеловодческому опыту моего соучредителя и технологическим знаниям сотрудников компании нам удалось объединить все необходимые факторы. На это ушла пара лет, зато теперь у нас есть BeeHome — пятизвездочная гостиница для пчел в жестяном корпусе с терморегуляцией, который защищает от ветра и пожаров. Выглядит красиво.

В чем польза для пчеловодов?

У пчеловодов появилась новая платформа для управления своим бизнесом. У наших клиентов обычно есть 10 тыс. традиционных ульев с 10 тыс. колоний, которые обеспечивают опыление и дают мед. Как правило, они проверяют ульи и ухаживают за пчелами не чаще раза в месяц. С нашей системой они смогут контролировать свои ульи круглосуточно. Это более совершенный инструмент, позволяющий пчеловодам лучше управлять бизнесом, а пчелам лучше справляться со стрессовыми факторами нынешней среды. Наше решение приносит пользу всем.

На основе отзывов, которые поступают от купивших эту систему пчеловодов, мы продолжаем совершенствовать платформу. Мы постоянно вносим изменения, поэтому BeeHome постоянно становится лучше. Например, если раньше встроенный медовый комбайн сливал мед из улья за 19 минут, то теперь на это требуется лишь 15 минут. При этом, хотя наши клиенты и плательщики — это пчеловоды, наша главная забота — это состояние пчел.

Как отреагировал рынок?

Наше решение и озадачивает, и радует. Естественно, выход на рынок предполагает определенную образовательную деятельность: внедряя прорывную технологию, часто приходится учить людей по-новому осмыслять и проблему, и решение. Наши клиенты терпят серьезные убытки, потому что несмотря на все усилия ежегодно теряют по 35 процентов приносящих доход активов, то есть пчел. И наше решение может им сильно помочь.

Какова роль ИС в компании?

Мы с самого начала начали патентовать свое решение, потому что поняли, что первыми на планете применяем робототехнику в пчелином улье. Мы оформили 18 патентов, и это еще не предел, чему мы очень рады. Естественно, наши права ИС замедлят работу тех, кто попытается скопировать нашу продукцию. Еще один залог наших передовых позиций — это ИИ, нейросети и наборы данных: на их разработку и оптимизацию, а также доведение до уровня точности 99,9% у нас ушло четыре года.

Какие изменения в системе ИС вам хотелось бы видеть?

Я подаю патентные заявки с 1997 г. Это медленный и утомительный процесс, а нормы защиты прав в разных регионах мира различаются. Кроме того, препятствием для многих малых предприятий становятся затраты. Оформление патента — дорогое начинание, а вложенные в него средства не всегда возвращаются сразу и в ощутимом размере.

Мне кажется, чтобы сделать систему ИС более маневренной и эффективной, нужны значительные инвестиции. Кроме того, нужно усилить защиту прав: я хочу, чтобы нарушение прав ИС обходилось дороже, чем их соблюдение.

Почему компаниям типа Beewise нужно уметь разбираться в ИС?

Мы стали первыми на рынке, первыми на планете, мы решаем серьезнейшую проблему. Вместе с тем, у нас маленькая компания, поэтому мы не чувствуем особого давления со стороны конкурентов. Однако, когда внедряешь инновации и хочешь воспользоваться результатами своего труда с деловой точки зрения, когда можешь многое приобрести, но можешь и многое потерять, хочется надежной защиты. Без ИС мы будем уязвимы перед конкурентами.

Что вы планируете делать дальше?

Спасение пчел — дело не из легких. Перед нами стоят огромные задачи. Надеюсь, что когда-нибудь пчелиным колониям больше не будет ничего угрожать. Разрушение пчелиных семей — следствие изменения климата: этот ущерб наносим мы, и мы же, как ни парадоксально, вредим собственным пищевым ресурсам. Я еще не все сделал, чтобы исправить эту ситуацию. Если я преуспею в своем деле, то с чувством выполненного долга примусь за новую, еще более глобальную задачу.

Вы создали не одну компанию. В чем секрет вашего успеха?

Тут много факторов, но главный — это везение. Второй компонент — неудачи. Нужно смириться с тем, что провалы будут. Мы создаем первое на планете устройство подобного рода, раньше такого не делал никто. Есть ли шанс, что первое созданное нами устройство будет работать, как задумано? Вероятность нулевая! Но ведь провал — это часть успеха, правда? Нельзя прийти к успеху, не пройдя на этом пути через поражения. Но это и правда тяжело, и далеко не все понимают ценность поражений.