Призер премии ИИ в НКО 2025 года
номинация: ИИ в содержательной работе НКО
ИИ-решение для определения подвида медоносных пчел по жилкам на крыльях
Ассоциация развития естественного пчеловодства (Московская область, Чеховский район, д. Сенино)
15 000
В 2,5-3 раза
1 млн рублей
1,5 млн рублей
Сканированных изображений крыльев медоносных пчел собрано для обучения нейросети
Выросла скорость определения подвидов медоносных пчел
Себестоимость работы, выполненной командой (не считая программиста)
Себестоимость работы, выполненной программистом
На какую проблему/задачу откликается этот кейс
Проблема
Медоносная пчела встречается по всему миру, но внутри этого вида существуют редкие и исчезающие подвиды. Каждый подвид обладает уникальными физиологическими и поведенческими особенностями, и их сохранение важно не только для биоразнообразия, но и для устойчивого сельского хозяйства и селекционной работы.

Темная лесная пчела, которой занимается Ассоциация естественного пчеловодства, — один из таких аборигенных подвидов Европейской России. Она эволюционно приспособлена к жизни в условиях северных лесов: переживает длинную зиму и эффективно работает в короткий теплый сезон.
Сегодня этот подвид находится на грани исчезновения из-за массового скрещивания с ввозимыми из других стран породами пчел, потому что потомство теряет способность выживать в суровых климатических условиях.

В России сохранением темной лесной пчелы занимаются не больше 4–5 энтузиастов: кто-то ведет селекцию, кто-то поддерживает чистоту подвида, разводя и распространяя пчелиные семьи. Однако такая форма сохранения уязвима и нестабильна.

По мнению команды проекта, единственная надежная стратегия — возвращение подвида в его естественную среду обитания, например, на территорию Окского государственного заповедника. Это позволит создать устойчивую популяцию в условиях, к которым пчелы приспособлены эволюционно. В дикой природе, без вмешательства человека, они смогут благоприятно существовать и восстанавливать численность.

Для реализации этого замысла необходимо с научной точностью подтверждать принадлежность пчел к нужному подвиду, чтобы исключить риск скрещивания с другими подвидами и утраты уникальных черт темной лесной пчелы.

Определением подвидов медоносных пчел исследователи и практики занимаются уже больше ста лет. В наше время одной из самых точных и общепризнанных методик считается анализ жилкования (системы жилок) крыла. Вначале измеряются отрезки между пересечениями жилок на крыле, а затем вычисляются индексы — как отношения длин этих отрезков. На основе совокупности индексов делается вывод о принадлежности пчелы к тому или иному подвиду. Этот метод активно применяется как в селекции, так и в проектах по сохранению биоразнообразия.

Однако на практике такой анализ требует много времени. Чтобы изучить одну пчелиную семью, специалист должен аккуратно, в большом разрешении отсканировать 30–50 крыльев и на каждом сканированном изображении вручную, с высокой точностью расставить по 12 точек. Для анализа одной семьи необходимо 600 точек! На все уходит до часа работы, а таких семей может быть множество, иногда до 100.
Какое решение было найдено/разработано, какое было участие ИИ
Решение
Многие существующие способы опираются на внесение данных с координатами расставленных точек в файл TPS-формата (через специальное приложение Clarion TopScan). Но все эти точки тоже нужно расставлять на изображениях крыльев вручную! TPS-файл загружается в таблицу Excel, и на основе этих данных можно рассчитывать индексы. По сути, софт в этом случае — оболочка для ручного труда
Есть и попытки автоматизации: например, сервис DeepWings https://deepwings.ddns.net/ (Португалия), разработанный группой ученых в рамках исследования. Он расставляет точки автоматически, но качество работы оставляет желать лучшего — точки расставляются неточно, результаты непригодны для реальных задач.

Команда Ассоциации естественного пчеловодства сумела создать собственный инструмент, аналогов которому пока нет, объединив в нем сильные стороны уже существующих решений и существенно их доработав. Алгоритмы машинного зрения позволили научить нейросеть «видеть» крыло так, как это делает эксперт. Машинное (компьютерное) зрение — это технология, которая позволяет компьютеру «видеть» и анализировать изображения или видео почти так же, как это делает человек. Все это происходит с помощью камер, алгоритмов и нейросетей, обученных понимать визуальную информацию.
Какие шаги прошла команда Ассоциации естественного пчеловодства, чтобы разработать такое ИИ-решение?
  • Изучила аналоги, которые используются в России и других странах
  • Сформулировала техническое задание — что именно следует улучшить и к какому результату прийти
  • Собрала огромный массив данных — 15 000 сканированных изображений крыльев с уже размеченными точками
    Это был трудный этап
  • На этом наборе обучила нейросеть
  • Адаптировала систему к реальным условиям
    Крылья бывают разного качества — с пылью, мусором, иногда частично поврежденные. Поэтому пришлось подбирать оптимальные настройки, при которых нейросеть безошибочно работает даже с таким материалом
  • Протестировала первую рабочую версию
    Полученный инструмент автоматизирует расстановку точек и значительно ускоряет получение результатов. При этом он обеспечивает единообразие расстановки и исключает влияние человеческого фактора
  • Следующий шаг — создать удобный и доступный веб-сервис, который будет работать прямо в браузере
    Для этого нужно привлечь программистов с другой специализацией, которых нет в команде Ассоциации естественного пчеловодства, — и это требует отдельного финансирования. Команда надеется, что проект по разработке веб-сервиса найдет поддержку у тех, кому важно развитие точных, эффективных и современных подходов в биологии, экологии и аграрной науке
Как работает ИИ-решение?
1
2
3
4
Пользователь сканирует крылья пчел, подвид которых нужно определить, и загружает полученные изображения в ИИ-приложение
Искусственный интеллект, основанный на алгоритмах машинного зрения, автоматически расставляет на сканированных изображениях точки в местах пересечения жилок на крыльях
Программа обрабатывает полученные материалы и на их основе формирует аналитические данные по подвиду пчел и визуализации: графики распределения крыльев по классам, таблицы с индексами и другие параметры
Встроенные инструменты позволяют дополнительно работать с результатами: сравнивать, систематизировать и интерпретировать их
Благодаря отличным результатам обучения нейросети команде удалось в разы ускорить процесс анализа подвидов пчел и значительно повысить достоверность результата за счет точности процедуры и величины массива данных. Кроме того, работа нейросети позволяет собирать крупные базы данных по подвидам пчел в разных регионах. Это важно для селекционеров и исследователей.
Докажите, что с ИИ ситуация стала лучше, чем без него – количественные и качественные параметры
Доказательства
Опишите экономику процесса: сколько потратили на ИИ решение, на что. Как это окупится?
Экономика
Этот инструмент создан энтузиастами — членами Ассоциации естественного пчеловодства — полностью на некоммерческой основе. В его основе лежит уникальная работа по сбору 15 000 размеченных изображений крыльев пчел. Это самый сложный и длительный этап, без которого невозможно обучение нейросети.
Программист, специализирующийся на нейросетях, в течение полугода тестировал различные архитектуры и подходы, чтобы достичь нужной точности. В пересчете на минимальные трудозатраты, объем работы программиста можно оценить примерно в 1,5 млн рублей, а остальных членов команды — примерно в 1 млн рублей.

Экономическая ценность решения — в высокой точности, унификации и сокращении времени анализа.
Сейчас технология является полностью работоспособной и проходит этап тестирования. Для того чтобы запустить ее в широкое использование, требуется веб-версия с сервером для работы нейросети, личными кабинетами пользователей, базами данных. Команда активно ищет возможности для привлечения финансирования, чтобы сделать эту разработку доступной для всех, кто работает в сфере пчеловодства и биоразнообразия.
Ключевой показатель эффективности — это скорость получения результата анализа подвидов пчел. По оценкам команды разработчиков, с внедрением нейросети она увеличилась в 2,5–3 раза
Где ИИ не справляется и не может заменить человека или работать без вмешательства и корректировки человека
ЭТИКА
  • Что нельзя доверить ИИ?
    Нейросети недоступны физические манипуляции объектами, поэтому подготовка материала к анализу ведется вручную. Крылья надо клеить на скотч и укладывать в сканер. Процесс требует аккуратности и внимания и остается в зоне ответственности человека.
  • Какие этические моменты важно было учесть?

    Команда не сталкивались с этическими дилеммами, так как ИИ выступает исключительно как инструмент машинного зрения для решения конкретных прикладных задач

Справочная информация
Чем этот кейс примечателен, чем выделяется среди других, отличается от других?
Яркое про кейс
Впервые в мировой практике процедура анализа подвидов пчел стала по-настоящему автоматизированной. Нейросеть с машинным зрением ускоряет работу в 2,5–3 раза и исключает ошибки, связанные с человеческим фактором, обеспечивая точность, стабильность и надежность результатов.
Какие фишки, результаты ИИ изумляют в вашем кейсе?
По мнению команды разработчиков, особенно поразительно, что создать такую сложную технологию удалось силами энтузиастов, без внешней поддержки.
В условиях, когда исследования и некоммерческие инициативы по теме биоразнообразия пчел, к сожалению, редко вызывают интерес, сам факт появления этого решения выглядит почти невероятным. Решение имеет потенциал стать прорывом в международной профессиональной сфере пчеловодства
Что бы авторы порекомендовали другим НКО, которые только присматриваются к ИИ или делают первые шаги?
  • Искать среди знакомых и партнеров тех, кто разбирается в ИИ — вместе с ними можно определить, какие задачи в вашей работе реально было бы решить с помощью нейросетей