ロボティクスを利用してハチの集団行動を研究

September, 18, 2025, Lausanne--EPFLの研究者は、カメラに頼らずに、養蜂箱内の蜂蜜貯蔵場所を時間の経過とともに見つけるのに役立つロボット用巣箱フレームを開発している。目的は、現在の方法と比較して、ミツバチの自然な空間占有方法により適合するミツバチの行動を研究するための新しい観察ツールを開発することである。

Cyril Monetteは集団行動に強い関心を持っている。ゴキブリのような昆虫がどのように集団的な意思決定を行うかを研究したEPFLのモボット研究所の博士課程3年生は、現在、非常に有用で、はるかに嫌悪感の少ない昆虫ミツバチに注意を向けている。また、同氏はロボット工学の助けを借りてそれを行っている。

巣箱内のミツバチは、巣箱内の複数のハニカムのフレームの交点で、自然にボールの形に集まり群れる。このボール型の構成はミツバチにとって最適である可能性が高いが、科学界によって開発された観察用巣箱は一度に1つまたは2つの孤立したフレームのみを観察対象としており、ミツバチは代わりに平らな円盤の空間に集まるように強制される。

「隔離された観察巣箱は、カメラや直接観察により自動観察を可能にするように構築された。ミツバチが自然に行動できる環境を提供しない限り、得られた観察結果は、無傷で強力なコロニーがどのように行動するかを見積もることしかできない」とMonetteは説明している。同氏は，ハチの行動、特に蜂蜜の貯蔵に関する行動を研究するにあたり、ハチが群れるという本能的な習性を尊重した環境を提供したいと考えている。

蜂蜜の熱特性を利用する
カメラを完全に廃止するために、Mobots の研究者は、ミツバチが蜂の巣を作れる熱ロボット蜂の巣フレームを開発した。ロボットフレームは、個別に加熱できる10の異なる領域の温度を測定できる64個の温度センサで構成されており、ミツバチはフレームの両側にハニカムを構築するため、ミツバチが蜂蜜を貯蔵できる可能性のあるフレームごとに20のハニカムパッチに相当する。アイデアは、まず蜂蜜の貯蔵庫がどこにあるかを特定し、それらの10の地域に存在する蜂蜜の量を経時的に評価し、次にそれに関連してミツバチの行動を研究することである。

「われわれは、ミツバチの移動、そのライフサイクル、巣箱内の蜂蜜の位置との相関関係を経時的に研究することに興味がある。われわれの最初の課題は、生きたミツバチがいない場合に、地域ごとの蜂蜜の量を正確に測定することだったが、蜂蜜の熱特性のおかげでこれを成功裏に達成した」（Monette）。

蜂蜜の特定の熱特性により、空のハニカムとは異なる加熱と冷却が異なる。+1、+3、または+5℃の刻みで熱のパルスを送信することにより、研究チームは蜂蜜でいっぱいのハニカムの領域がどのように熱的に反応するかを特性を示すことができ、したがって、領域あたりの蜂蜜の量を推測することができる。具体的には、蜂蜜の体積は、加熱ダイナミクスの尺度と組み合わせた加熱時間と冷却時間に従ってモデル化される。これらのロボットフレームを巣箱に組み合わせて、コロニーの蜂蜜在庫全体をマッピングできる。

その他の生態学的研究
「動物行動学とロボット工学を組み合わせることで、ほぼ完全に自然な条件下でミツバチを前例のない観察を行うことができ、これほど正確に観察されたことのない行動を明らかにすることができる。これにより、ミツバチの行動に関する既存の仮説に挑戦し、改善すると同時に、ミツバチを保護するのに役立つ技術を学ぶことができる」と、Mobots Laboratoryを率いるFrancesco Mondadaは話している。「さらに、これらの要素を教育におけるわれわれの専門知識と組み合わせることで、これらの観察結果をより幅広い聴衆と共有することができ、社会性昆虫の生活の複雑さを示す、これらの魅力的であまり知られていない行動についての好奇心を刺激することができる。」

Monetteらは現在、ミツバチの行動を研究するためにロボット観察巣箱で実験を行い、様々な仮説をその場で検証している。
「私はミツバチの動物行動学に興味を持っている。ミツバチのボールが一日を通して膨張したり収縮したりすることで概日リズムを表現する方法などだ」（Monette）。
「われわれのロボット観察巣箱を使用して、蜂蜜資源とコロニーの人口統計を経時的にマッピングし、冬の間ミツバチのボールがどのように動くかを観察し、熱波がコロニーに及ぼす影響の研究など、他の生態学的研究の枠組みを提供したいと考えている。」