»Čmrlji so bolj vzdržljivi od čebel. Večji so, bolj kosmati, bolje so opremljeni za letenje v mrzlih dneh. Iz panja se lahko odpravijo tudi pri temperaturah malo nad ničlo, ko čebele raje ostanejo doma. In niti rahel dež jih ne moti. So pomembni opraševalci nekaterih rastlin, denimo paradižnika.« Tako je raziskovalec z Inštituta Jožefa Stefana Anton Gradišek začel pripoved o dobrodušnih žuželkah z imenom, ki se zdi tujcem v Sloveniji neizgovorljivo.
Večji brenčijo z nižjimi toni
Razumevanje obnašanja čmrljev pri opraševanju kulturnih rastlin je pomembno s hortikulturnega in gospodarskega gledišča. Doslej je proučevanje potekalo z opazovanjem. »Človek je moral sedeti pred panjem oziroma v rastlinjaku in si na list s črticami beležiti prihode ter odhode žuželk,« pravi Gradišek. Takšno delo je zamudno in zaradi brzenja žuželk tudi nezanesljivo. Gradišek, računalniški strokovnjak za umetno inteligenco, pa je s sodelavci razvil računalniški program, ki čmrlje beleži na podlagi zvoka njihovega letenja. V sodelovanju z upokojenim profesorjem Janezom Gradom z ekonomske fakultete, ki se ukvarja z gojenjem čmrljev, so ob panje in v nasade namestili mikrofone z visoko občutljivostjo. Gradišek pravi, da so razlike v zvoku slišne že z ušesom – večji in težji letijo pospremljeni z nižjimi toni, manjši, lažji in hitrejši pa oddajajo višje tone. A le redki raziskovalci so po dolgih letih učenja sposobni prepoznati čmrlja po zvoku. Z računalniško analizo zvočnih frekvenc je spremljanje obnašanja žuželk bolj natančno.
Za začetek so se raziskovalci osredotočili na prepoznavanje vrst čmrljev. V Sloveniji je znanih petintrideset vrst; okoli dvajset jih je dovolj razširjenih, da jih je mogoče proučevati. »Čmrlje lahko med seboj najenostavneje ločimo po barvnih vzorcih dlačic, s katerimi so poraščeni,« je Gradišek razložil v enem od člankov, s katerim je strokovni javnosti predstavljal računalniško analizo teh žuželk. »Tipične barvne kombinacije so črno-rumeno-bela, črno-rumeno-rdeča, črno-rdeča oziroma oranžna, svetlo/temno rjava, siva in črna. Določene vrste imajo tri različne tipe osebkov – matice, delavke in samčke, nekatere pa samo dva tipa – matice in samčke. Ti so zajedavski ali kukavičji čmrlji. Tudi tipi osebkov se med seboj razlikujejo, na primer po velikosti telesa, dolžini rilčka, dolžini tipalnic in barvi,« je s sodelavci razložil morfologijo živali.
Snemanje s pametnim telefonom
Za beleženje zvoka letenja, torej brenčanja, pa so raziskovalci uporabili metodo strojnega učenja: posnetke so razdelili na večjo 'učno množico' in na manjšo 'testno množico'. Skupaj so uporabili več kot tisoč primerov, razdeljenih v dvajset razredov. Kot je pri metodi strojnega učenja običajno, se je računalnik najprej naučil razločevati brenčanje čmrljev v učni množici, nato pa je znanje prenesel na testno množico. Njegova naloga je bila prepoznati čmrlja, ki ga je »slišal« na novo.
Tovrstni računalniški program je zdaj dostopen tudi na strežniku Inštituta Jožefa Stefana. Povezan je z aplikacijo na pametnih telefonih, katere ideja je, kot pravi Gradišek, enostavna: ko naletimo na čmrlja, lahko s telefonom posnamemo njegovo brenčanje. Posnetek se prek medmrežja prenese na strežnik, kjer ga umetna inteligenca obdela in uporabniku vrne podatke o predvidenih lastnostih oziroma vrsti čmrlja; ker so razlike v brenčanju majhne in se lahko računalnik tudi »zmoti«, pa program uporabniku ponudi fotografije treh možnih kandidatov. Uporabnik si na terenu čmrlja ogleda, na fotografiji prepozna, za katero vrsto gre, in potem dvoma skorajda ni več.
Gradišek pojasnjuje, da je opisani sistem šele na začetku razvoja, da pa bi utegnil biti v praksi koristen. »Čmrlji oprašujejo vrsto rastlin, ki jih čebele ne morejo. Kot rečeno, so pomembni za opraševanje paradižnikov. Njihov način delovanja je, da cvet zatresejo in na tak način nase stresejo cvetni prah.« Gradišek meni, da bo o čmrljih z novo metodo mogoče izvedeti še veliko, kar še ni raziskanega. Zanimivo bi bilo denimo izvedeti, ali se čmrlji, ker so večji od čebel, res lahko dlje zadržujejo med cvetovi in jim tovora ni treba tako pogosto nositi v panj. So torej res večji »individualisti« od čebel?
Z Gradiškovo raziskovalno ekipo so že navezali stik ameriški raziskovalci z univerze v Missouriju, ki se ukvarjajo prav s proučevanjem čmrljev. Od svetovno znane poljudnoznanstvene revije National Geogrphic pa so pridobili sredstva za raziskovalno opremo. »Panje bomo opremili z večjo količino senzorjev, spremljali bomo zvoke, razmere v panjih… Spoznanja bodo koristna predvsem za kmetijstvo. Nekatere vrste čmrljev, ki gnezdijo v travi, so namreč ravno zaradi intenzivnega kmetijstva ogrožene,« pravi Gradišek.
