Système d’analyse du comportement des abeilles par vidéo, basé sur l’intelligence artificielle et le deep-learning

Contexte

Connecthive commercialise des dispositifs pour connecter des ruches à un système d’information centralisé. Ces dispositifs font remonter des données métrologiques (poids, température, hygrométrie) mais aussi des données saisies par l’apiculteur sur le terrain, vers un serveur, par le biais de réseaux IOT (Internet Of Things). Ces ruches désormais instrumentées et connectées comprennent notamment un dispositif d’observation des abeilles basé sur des captures vidéo. Connecthive conçoit une méthode d’analyse visuelle du comportement des colonies basé sur l’intelligence artificielle et le deep-learning. A cette occasion, Connecthive propose à des élèves de 1° année du cycle de formation initiale à l’Ecole des Mines d’Alès de participer à un week-end d’accélération organisé à la French Tech – Montpellier les 10 et 11 mars 2018 et ensuite de poursuivre la mission de terrain « Produits Innovants » du 28 mai au 29 juin.

Sujet

La finalité du service d’apiculture connectée est d’aider l’apiculteur à mieux connaitre ses colonies afin d’intervenir avec économie et précision pour augmenter la qualité de sa production, minimiser ses pertes et éviter le plus possible les intrants de synthèse.
Le produit à concevoir est un service en ligne qui sera mis à la disposition des apiculteurs professionnels et amateurs, mais aussi des scientifiques. Ce service reçoit, outre des mesures de capteurs (poids, température, hygrométrie…), des trajectoires d’abeilles rentrant et sortant d’une ruche placée sous observation. Les captures vidéo sont traitées sur le terrain par un logiciel embarqué d’analyse d’images. Les trajectoires des abeilles sont remontées sur un serveur par le biais d’un réseau IOT. Le serveur analyse les trajectoires afin de classifier des comportements (vols d’orientation, miellée, disette, pillage, pathologies, attaques de prédateurs, etc…). Les résultats sont utilisés pour guider l’apiculteur dans la gestion opérationnelle de son exploitation. Les algorithmes sont basés sur des méthodes neuronales (deep-learning).

Ce service en ligne d’aide à l’apiculteur sera également muni d’une fonction de comptage de varroas. En effet, le varroa est un acarien parasite de l’abeille qui exerce une pression considérable sur les colonies. L’apiculteur lutte contre ce parasite et il a besoin d’évaluer le nombre de ces acariens pour chaque ruche. Actuellement, c’est le comptage visuel qui est utilisé et Connecthive a le projet de l’automatiser à partir de photos analysées par un réseau de neurones.

Connecthive mobilise un de ses partenaires (fotonower.com) expert du domaine pour accompagner la mission et en particulier pour présenter les concepts et initier les élèves à ces techniques.
Le projet se base sur des travaux de recherche actuellement menés au sein du LGI2P (Baptiste Magnier) sur l’analyse de trajectoires par vidéo. Des résultats expérimentaux ont déjà été obtenus et publiés. Connecthive entame un processus d’industrialisation de la méthode. Voir aussi la vidéo.

Tâches de la mission

Il s’agit d’une mission de créativité dont l’objectif est de faire émerger des idées et des concepts innovants autour de l’interprétation des trajectoires  de vols d’abeilles. L’analyse de ces trajectoires étant déjà techniquement résolue, l’objectif est maintenant de les interpréter et de les classifier. Dans ce but les participants seront initiés à la mise en œuvre des techniques de machine-learning. Ils appliqueront ces techniques à un jeu de données qui leur sera fourni (vidéos, modèles de trajectoires) afin produire une preuve de concept et un début de modèle mathématique.
Un autre point consiste à rassembler des éléments de communication autour de ces techniques appliquées au suivi de ruches et ensuite à construire un argumentaire en expliquant sur le mode de la vulgarisation les concepts scientifiques sous-jacents.
Il faudra enfin formuler les besoins et les exigences, évaluer la faisabilité, chiffrer les moyens nécessaires, imaginer le modèle économique. Et mettre à l’épreuve les argumentaires en proposant le concept à quelques apiculteurs.

Les moyens pour réaliser la mission

  • Une ruche sous observation munie d’une caméra + le logiciel d’analyse des trajectoires.
  • Vidéos de ruches.
  • Photos de langes porteurs de varroas.
  • Framework de deep-learning (logiciel).
  • Conseils et tutoriels de mise en œuvre.

Résultats attendus à l’issue de la mission

  • Expression du besoin, architecture des solutions, schémas, diagrammes, argumentaires rédigés.
  • Mini étude de marché.
  • Ebauche de business plan.
  • Maquettes, compte-rendu d’expérimentation.
  • Modélisation mathématique.

Inscriptions étudiants

Sur le site Techthefutur.