위험한 기생충을 호스팅하는 꿀벌을 발견하고 개수를 계산하는 장치

이 벌의 머리 뒤에 있는 갈색 진드기와 같은 바로아 응애는 꿀벌 군집을 죽일 수 있습니다. 2023년 Regeneron 국제 과학 및 엔지니어링 박람회에서 세 명의 십대가 꿀벌의 해충을 탐지하는 자동화된 시스템을 선보였습니다. 이는 양봉가들이 진드기를 죽이는 살충제를 언제 사용해야 하는지를 아는 데 도움이 될 수 있습니다.

Bee-individual/iStock/Getty Images Plus

맥켄지 프릴라먼

13시간 전

텍사스주 댈러스 — 꿀벌이 자신의 서식지 대부분에서 죽어가고 있습니다. 바로아 응애(Varroa mite)로 알려진 기생충이 병들고 죽어가는 많은 식민지의 원인으로 지목되고 있습니다. 이제 10대 세 명이 벌통에 드나들 때 진드기에 감염된 벌을 탐지하고 추적할 수 있는 자동화 시스템을 개발했습니다. 이를 통해 양봉가는 얼마나 많은 벌이 영향을 받는지, 진드기를 죽이는 화학 물질로 벌통을 처리해야 할 시기를 알 수 있습니다.

Albert Dehne(19세), Daniel Cermann(19세) 및 Richard Ueltzen(18세)은 지난달 ISEF(Regeneron International Science and Engineering Fair)에서 새로운 이미징 시스템을 선보였습니다. 이 대회는 Society for Science(이 잡지도 발행함)의 프로그램입니다.

이들 10대들은 독일 에르푸르트에 있는 고등학교인 Albert-Schweitzer-Gymnasium을 졸업했습니다. 그들은 자신의 뒷마당에서 침입을 처리하기 위해 진드기 탐지기를 개발했습니다.

"저는 기본적으로 꿀벌과 양봉의 일상적인 집안일과 함께 자랐습니다"라고 Daniel은 설명합니다. 양봉가인 그의 아버지는 성가신 진드기를 처리해야 합니다. 기생충은 꿀벌의 지방을 먹기 때문에 세균을 전염시킬 수도 있습니다. 수십 년 동안 이 진드기는 미국과 유럽 벌집에서 죽어가는 꿀벌과 연관되어 왔습니다.

양봉가는 화학 물질로 진드기를 죽일 수 있습니다. 하지만 적당량만 발라야 합니다. 너무 적게 사용하면 화학물질로 진드기가 제거되지 않습니다. 너무 많이 사용하면 꿀벌에게 해를 끼칠 수 있습니다. 침입을 측정하는 현재 방법은 그다지 정확하지 않거나 시의적절하지 않다고 Richard는 말합니다.

가시광선 아래에서는 진드기를 발견하기가 어렵습니다. 더 나은 시스템을 구축하기 위해 십대들은 진드기를 더 눈에 띄게 만드는 빛의 파장을 찾기 위해 실험했습니다. 870나노미터 빛(적외선 파장)으로 보면 해충은 꿀벌 숙주보다 훨씬 밝게 보입니다. (10대들의 사진과 동영상에서는 그 빛이 보라색으로 보입니다.) 꿀벌은 적외선을 볼 수 없으므로 방해가 되지 않습니다.

진드기 탐지기를 만들기 위해 십대들은 UV 조명 시스템을 벌집에 부착했습니다. 이는 벌집 입구를 약 20센티미터(8인치)만큼 확장합니다. 두 대의 비디오 카메라는 적외선 조명을 받아 꿀벌이 들어오고 나가는 것을 모니터링합니다. 작은 컴퓨터가 카메라 위 선반에 놓여 비디오를 스캔합니다. 진드기를 품고 있는 벌을 감지하면 해당 곤충에 감염된 것으로 표시됩니다. 시스템 위의 비바람에 견디는 지붕은 장비를 보호하고 조명을 일관되게 유지합니다.

팀은 6,500개의 이미지를 사용하여 진드기를 탐지하도록 시스템을 훈련시켰습니다. 그런 다음 십대들은 Daniel의 뒷마당 벌집에서 그것을 테스트했습니다. 20건 중 약 19건의 해충을 정확하게 발견했습니다.

새로운 시스템은 감염된 꿀벌과 감염되지 않은 꿀벌의 비율도 계산할 수 있습니다. 이는 양봉가가 진드기에 화학 물질을 사용해야 하는지 파악하는 데 도움이 될 수 있습니다. 작은 감염의 경우 아버지와 같은 양봉가는 즉시 치료하지 않기로 결정할 수도 있다고 Daniel은 말합니다. 치료를 미루면 시간과 비용이 절약됩니다.

"더 중요한 것은," Daniel은 이렇게 지적합니다. "벌들에게 많은 스트레스를 덜어줄 수 있습니다." 꿀벌을 치료하면 약해질 수 있습니다. 이는 이미 진드기로 인해 스트레스를 받고 있는 꿀벌에게 해를 끼칠 수 있습니다.

앞으로 세 사람은 꿀벌의 아랫부분에서도 진드기를 관찰하는 것을 목표로 하고 있습니다. 그들은 또한 다른 기생충을 탐지하도록 시스템을 훈련시키고 싶어합니다. 하지만 지금은 서로 다른 대학에 다니고 있는 세 친구가 다시 만나게 되어 매우 기뻤습니다.

Albert, Daniel, Richard는 로봇 공학 및 지능형 기계 부문에서 3위를 차지했으며 상금 1,000달러를 공유했습니다. 인공지능진흥협회로부터 명예로운 언급도 받았습니다. 그 상은 십대들에게 사회의 회원 자격을 부여합니다.