CN114097664B - 一种自动化培养蜜蜂的系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明披露了一种自动化培养蜜蜂的系统及方法，该系统包括：全封闭培养房用来分层放置蜂培养对象进行养护，其中，加饲料装置和移虫装置可被操作进行移动；监控显示终端用来将从培养房动态监测到的情况进行显示，并提供移动加饲料装置和/或移虫装置到目标位置的功能，同时提供相应的指令在目标位置上进行加饲料操作和/或移虫操作，直至幼虫羽化成蜂。
Description
技术领域
本发明涉及分子生物学技术领域里蜜蜂研究技术，尤其涉及自动化的蜜蜂培养系统及方法。
背景技术
蜜蜂是一种具有很高的经济价值的昆虫，可为人类提供丰富的蜂产品，且蜜蜂是重要的授粉昆虫，可为众多植物授粉，其对维持生态平衡，维护植物种类多样性具有重要作用，是现代可持续发展农业的重要组成部分。同时蜜蜂作为社会性模式昆虫，被广泛应用于科学研究。蜜蜂是高度社会化的群体，在长期的进化过程中形成了一系列的自我保护措施以保证种族繁衍。蜂群是高度精确调控的系统，工蜂具有严苛的监督能力，当蜂巢中存在发育不正常或患病个体，工蜂便会将其清除。经人工干预或试验处理后的蜜蜂个体也会被工蜂清理，因此该生物学特征对蜜蜂研究带来很大的技术挑战(Osborne and Dearden2005)。然而蜜蜂作为模式昆虫和生态效应的风向标，很多领域需要大量蜜蜂的幼虫、蛹和成蜂，如：
（1）蜜蜂耐药性研究
蜜蜂对生态变化有着较高的警觉性和敏锐性，当环境中农药不符合标准时，蜜蜂所采集的花粉及蜂蜜中农药含量高，所制成蜂粮饲喂幼虫会造成幼虫生长不正常，蜂群中工蜂会将生长不正常幼虫清除，这会不利于开展农药测试实验。一些农药不仅会造成蜜蜂个体死亡，还会影响蜜蜂的行为、发育及学习能力等其他特征的发生 ( Wu et al. 2017) 。譬如新烟碱类农药由于其特殊的结构和对高等动物的低毒性而得到广泛应用, 吡虫啉就是其中之一。( Castle et al. 2010; Jeschke et al. 2011) 。吡虫啉在农业生产中广泛用于防治种子、叶片和土壤中的多种害虫，但其对环境的负面影响逐渐显现 (张敏恒等，2012) 。目前高毒农药引起急性蜜蜂中毒的情况虽已好转，但农药亚致死效应带来的潜在影响已引起人们的关注。例如，亚致死剂量的农药降低了蜜蜂幼虫的孵化率，导致成年工蜂的分工不明显，导航能力、同蜂群的定向和识别能力下降，以及学习记忆能力受到影响等。( Kreissl and Bicker 1989; Vandame and Belzunces 1998; Alix et al. 2001; Yanget al. 2012) 。Piotr等 (2010) 通过室内人工饲养比较不同发育温度下蜜蜂对乐果农药的抗药性，发现在33℃孵化的蜜蜂幼虫对农药的敏感性较高，半致死浓度比在35℃孵化的蜜蜂幼虫对农药的敏感性高28倍。关于温度对蜜蜂生长发育的影响以及农药对蜜蜂的影响人们已有许多研究。然而，国内外关于环境温度与农药对羽化后成蜂的协同效应的研究很少。该研究为农药在不同季节使用的安全性评价以及蜜蜂保护提供新的研究角度。由此可见，实验室培养蜜蜂对于开展农药对蜜蜂影响的研究至关重要。
（2）蜜蜂抗病毒研究
蜜蜂囊状幼虫病，是蜂群里由囊状幼虫病病毒(Sacbrood Virus，SBV)引起的一种常见病毒感染病，它通过口部感染幼虫，使其在前蛹期死亡。Yongsawas 等用意大利蜜蜂的SBV感染东方蜜蜂 (A. cerana)和意蜂幼虫，发现感染后的东方蜜蜂幼虫中，G. apicola（Gilliamella apicola，一种蜜蜂肠道共生细菌）的相对丰度（即元素的相对含量）下降了12倍，而S. alvi（Snodgrassella alvi，一种蜜蜂肠道共生细菌）和果葡芽孢杆菌的比例显著升高；而在感染了的意大利蜜蜂幼虫中，这3种菌的比例与对照无显著差异，说明意大利蜜蜂囊状幼虫病毒对不同蜂种的肠道菌群有不同的影响。
狄氏瓦螨(Varroa destructor)是对西方蜜蜂最具破坏性的寄生害虫。狄氏瓦螨不仅直接影响着蜜蜂的健康，还是多种蜜蜂病毒的载体，严重的螨害会导致蜂群崩溃。Hubert等研究发现，狄氏瓦螨感染了对蜜蜂肠道菌群的影响比微孢子虫、蜜蜂普氏罗曼锥虫 (Lotmaria passim)的感染肠道的影响更显著。
以上病毒对蜜蜂影响的实验，其能够顺利开展均借助了实验室的条件，因为在正常蜂群中工蜂会清除被实验处理过的蜜蜂个体，使实验无法顺利开展，此时实验室人工培养蜜蜂的优越性得以体现，可满足上述各种实验的需求。
（3）蜜蜂分子遗传改造研究
蜜蜂的分子遗传改造方法主要有精子介导法、电穿孔法、显微注射和基因点编辑技术。通过精子介导将线性化的外源DNA与精子共浴，利用人工授精将含有外源基因的精子注入蜂王的储精囊中，在后代工蜂中检测到外源基因，但没有证实外源基因是否整合到蜜蜂基因组中(Robinson et al. 2000)。利用电穿孔将绿色荧光蛋白EGFP质粒转移到成年蜜蜂脑部后，在头部原插阳极的位置观察到绿色荧光，转导的外源基因获得表达(Vleurincket al. 2013)。利用显微注射实现了miRNA (Guo et al. 2013)和双链RNA (Amdam et al.2003)对蜜蜂蛋白表达的特异干扰，以及质粒piggyBac驱动的串联元件对蜜蜂基因组的高效整合和稳定表达(Vleurinck et al. 2014)。而最新的基因编辑技术CRISPR/Cas9也开始被应用到蜜蜂的转基因研究中(Kohno et al. 2016; Hu et al. 2019)，实现了对目的基因的精确修饰和高效表达。这些科学实践对蜜蜂转基因基础研究和分子育种技术的开发具有重要意义。
利用显微注射开展蜜蜂分子遗传改造研究时，经显微注射的卵，表面会有损伤，若将注射过的卵放入正常蜂群内，工蜂会识别注射过的表面有损伤的卵，将其作为不正常的个体，进行清除，此时会使得实验无法顺利开展。若能在实验室进行蜜蜂培养，则解决了这一问题，注射过的胚胎卵直接放入实验室蜜蜂培养系统中进行培养，不会接触工蜂，因而不会被工蜂识别为不正常个体而被清除。在实验室进行蜜蜂培养，会有利于科研实验的开展，故将蜜蜂在实验室进行培养对于蜜蜂分子遗传改造的研究意义重大。
目前实验室进行蜜蜂培养，多为用恒温恒湿培养箱进行培养。在培养过程中无法实时观察培养箱内蜜蜂个体的生长情况，想要观察时只能打开培养箱箱门，而打开培养箱会造成培养温度发生变化，影响蜜蜂个体的培养。开展蜜蜂幼虫实验时需饲喂幼虫，利用恒温恒湿培养箱进行培养时，需将培养个体拿出培养箱进行饲料添加，频繁的开关培养箱不仅会造成培养温度变化，还会引入细菌，危及培养个体的健康。因此，如果在实验室培养蜜蜂，亟需一种拥有具备环境温湿度控制装置、通风装置、实时摄像监测及报警装置、饲料添加装置、幼虫个体转移装置的自动化培养系统才可满足蜜蜂所有的相关实验需求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种自动化培养蜜蜂的系统及方法，能够满足实验室里对蜜蜂进行相关研究的需求。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种自动化培养蜜蜂的系统，包括：
全封闭培养房，用于分层放置蜂培养对象进行养护；其中：加饲料装置和移虫装置可被操作进行移动；
监控显示终端，用于将从培养房动态监测到的情况进行显示，并提供移动加饲料装置和/或移虫装置到目标位置的功能，同时提供相应的指令在目标位置上进行加饲料操作和/或移虫操作。
优选地，
监控显示终端通过一报警装置根据摄像头从培养房动态监测到的警况发出警讯；
监控显示终端通过一程控装置提供加饲料装置和/或移虫装置到目标位置的移动功能键，并提供相应的指令键或按钮在目标位置上进行加饲料操作和/或移虫操作。
优选地，
培养房包括一或多层孵育平台，每层孵育平台放置有一块或多块培养板，每个培养板上放置蜂培养对象，包括蜂各个成长阶段的幼虫或成虫。
优选地，报警装置将摄像头摄取的图像帧与第一标准图像帧比对，识别出蜂卵孵化产生的卵蠕动及卵液为第一警况，发出第一警讯；
操作者根据第一警讯若从监控显示终端上看到载卵条上有蜂卵已孵化，则通过程控装置的移动功能键移动加饲料装置，通过调节指令键调节加饲料装置的伸缩杆长度使得该加饲料装置的下饲料口靠近目标对象，并在相应的目标位置上通过加饲料按钮施行加饲料操作。
优选地，报警装置将摄像头摄取的图像帧与第二标准图像帧比对，识别出的所述警况为幼虫食用饲料后漂浮在饲料表面的虫蠕动，发出第二警讯；
操作者根据第二警讯并从监控显示终端上看到载卵条上有食用饲料后漂浮在饲料表面的虫蠕动，则通过程控装置的移动功能键移动移虫装置，通过调节指令键调节所述移虫装置的伸缩杆长度使得该移虫装置的移虫针对准目标对象，并通过取虫按钮施行取虫操作；和/或通过移动功能键使移虫装置移至目标培养板上方，通过调节指令键调节所述伸缩杆长度使该移虫装置的移虫针对着目标培养板相应位置，并通过放虫按钮施行放虫操作。
优选地，所述监控显示终端还用于进行以下设置的一种或多种：
1）程控装置控制加饲料装置的单位饲料添加量，包括默认的饲料添加量；
2）程控装置控制分别移动加饲料装置和所述移虫装置的单位距离，以及控制伸缩杆升降的单位距离；包括默认的各自的单位距离。
优选地，该系统还包括：
温湿度控制装置，用于通过为培养房配置的传感器装置测量到的温度、湿度与给定的温度、湿度比较的差额对培养房进行恒温恒湿控制；
通风装置，用于定期或根据感测到的空气状况对培养房内进行通风操作。
优选地，监控显示终端分别与培养房内的所述加饲料装置、移虫装置、报警装置、温湿度控制装置以及通风装置的一种或多种装置的电连接为有线方式连接；或者，监控显示终端分别与培养房内的加饲料装置、移虫装置、报警装置、温湿度控制装置以及通风装置的一种或多种装置的电连接为无线方式连接。
优选地，孵育平台上放置的是网格化的培养板，网格以培养板的单位面积为单位和/或以培养板的单位板孔为单位。
优选地，报警装置在发出相应的警讯的同时，将发生警况的定位信息传输给监控显示终端，该定位信息包括培养板的序号及该序号下培养板的坐标位置；
操作者根据监控显示终端显示的定位信息，将加饲料装置或移虫装置移动到目标位置，并通过程控装置上相应的功能键、指令键或按钮进行加饲料操作或移虫的取虫、放虫操作。
优选地，报警装置在发出相应的警讯的同时，将发生警况的定位信息通过有线方式或无线方式传输给监控显示终端，该定位信息包括培养板的序号及该序号下培养板的坐标位置；
监控显示终端根据该定位信息自动启动加饲料装置或移虫装置移动到目标位置，并在该目标位置上自动执行加饲料指令或移虫的取虫指令、放虫指令。
优选地，监控显示终端进行的设置还包括以下配置的一种或多种：
培养房的配置，包括孵育平台数目，网格化的培养板的规格和数目及网格化单位，加饲料装置和所述移虫装置的数目及步移精准度，温湿度采样点阵和摄像头点阵；报警装置各种警况下的报警模式，包括声音模式和/或显示模式，以及培养房与外围设备的电连接方式，包括有线连接方式和各种无线连接方式。
优选地，监控显示终端还用于提供记录培养房的每步操作的日志，并可供查显在屏幕上。
优选地，监控显示终端用一手持终端替代，该手持终端与培养房内的报警装置、加饲料装置和移虫装置通过无线网络、无线蓝牙以及红外的一种或多种方式连接；
报警装置在发出相应的警讯的同时，将发生警况的定位信息传输给该手持终端，该定位信息包括培养板的序号及该序号下培养板的坐标位置；
手持终端根据该定位信息在显示页面上提供启动加饲料装置或移虫装置移动的功能键，以及在目标位置上执行加饲料、或移虫的取虫、放虫的指令键，并借助屏显页面显示培养房内的各种移动操作和指令操作；
或者，手持终端根据该定位信息自动启动加饲料装置或移虫装置移动到目标位置，并在该目标位置上自动执行加饲料指令或移虫的取虫指令、放虫指令。
本发明根据前述的系统，给出另一个自动化培养蜜蜂的系统，其中：
培养房内的加饲料装置和移虫装置用一个或数个可移动的机器人取代，所述机器人具有可移动可升降的机器腿、可伸缩可旋转的机器臂以及可抓取物品的机器手；
监控显示终端与所述机器人通过第五代移动通信网络连接，根据从培养房动态监测到的情况驱动机器人移动到目标位置，并驱动机器臂和机器手的动作配合执行加饲料指令和/或移虫指令。
优选地，机器人自身载有一个或数个扫描眼，所述扫描眼通过无线网络、蓝牙以及红外的一种或多种方式动态扫描培养房内各类警况，并发出相应的警讯，同时将发生警况的定位信息传输给监控显示终端；
监控显示终端根据该定位信息指定培养房内的机器人移动到目标位置，并驱动机器臂机器手的动作配合抓取饲料放到目标位置上；
和/或，监控显示终端根据该定位信息指定培养房内的机器人移动到目标位置，并驱动机器臂的伸缩、旋转及机器手抽取移虫针对准目标对象进行取虫、放虫操作。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种自动化培养蜜蜂的方法，包括：
为培养房配置可控移动的加饲料装置和移虫装置；
当监控到培养房内加饲料时机到，操控加饲料装置移动到目标位置，并执行加饲料操作；
当监控到培养房内移虫时机到，操控移虫装置移动到目标位置，并调整移虫针位置执行移虫操作。
优选地，该方法还包括：
对监控到的加饲料时机和/或所述移虫时机分别进行报警警示，其中
报警警示的加饲料时机包括培养房内的载卵条上出现蜂卵孵化产生的卵蠕动及卵液；报警警示的移虫时机包括载卵条上出现食用饲料后漂浮在饲料表面的虫蠕动。
优选地，
当报警出现蜂卵孵化产生的卵蠕动及卵液，由操作人员操控加饲料装置通过轨道移动到目标位置，并执行加饲料操作；
和/或当报警出现食用饲料后漂浮在饲料表面的虫蠕动，由操作人员操控移虫装置通过轨道移动到目标位置，并调整移虫针位置执行移虫操作。
优选地，
当报警出现蜂卵孵化产生的卵蠕动及卵液警况，并报出该警况出现的定位信息，由监控显示终端根据该警况及其定位信息自动操控加饲料装置通过移动轨道移动到目标位置，并自动执行加饲料操作；
和/或当报警出现食用饲料后漂浮在饲料表面的虫蠕动警况，并报出该警况出现的定位信息，由监控显示终端根据警况及其定位信息自动操控移虫装置通过轨道移动到目标位置，并自动调整移虫针位置执行移虫的取虫、放虫操作。
优选地，加饲料时机还包括首次饲料添加时间后的第二至第七天的每间隔24小时的时间点。
优选地，该方法还包括：
监控培养房内的温度湿度到设定值；
定期或根据感测到的空气状况对培养房内进行通风操作。
通过本发明提供的自动化培养蜜蜂的系统及方法，由于实现了根据实时监测封闭式的蜜蜂培养房的蜂卵孵化情况警示来进行饲料添加、幼虫个体转移的各项操作，或者根据实时监测蜜蜂培养房的蜂卵孵化情况自动进行各项精准的操作，同时对培养箱的温湿度、通风状况实时监测监控，解决了以往系统内诸多技术上的难题，从而为科研人员在实验室研究蜜蜂的诸多课题创造了优越的条件。
附图说明
图1为本发明的自动化培养蜜蜂的系统实施例的结构框图；
图2为本发明的自动化培养蜜蜂的系统一个实例下的操作流程；
图3为通过本发明的自动化系统对幼虫培养箱进行加饲料操作的流程；
图4为通过本发明的自动化系统对幼虫培养箱进行移虫操作的流程；
图5为本发明的系统中培养房内孵育平台上放置的培养板结构示意。
具体实施方式
以下结合优选实施例对本发明的技术方案进行详细地阐述。应该理解，以下列举的实施例仅用于说明和解释本发明的技术方案，而不能用于限制本发明。
本发明提供的一种自动化培养蜜蜂的系统的实施例，其结构如图1所示，包括：
全封闭培养房，用于分层放置蜂培养对象进行养护；其中：加饲料装置和移虫装置可被操作进行移动；
监控显示终端，用于将从培养房动态监测到的情况进行显示，并根据所述显示提供移动加饲料装置和/或移虫装置到目标位置的功能，并提供相应的指令在目标位置上进行加饲料操作和/或移虫操作。
在本发明的上述系统里，
监控显示终端通过一报警装置根据摄像头从培养房动态监测到的警况发出警讯；
监控显示终端通过一程控装置提供移动加饲料装置和/或移虫装置到目标位置的功能键，并提供相应的指令键或按钮在目标位置上进行加饲料操作和/或移虫操作。
图1所示的系统里还含有：
操纵装置，其作用基本同上面的程控装置，可以说它是该程控装置的前身，也就是它的一些操作功能挪移到了程控装置里。
操作者根据报警装置发出的警讯通过程控装置或操纵装置在轨道上移动加饲料装置和/或移虫装置，并在相应的目标位置上施行加饲料指令和/或移虫指令。
在本发明的上述自动化培养蜜蜂的系统中，培养房包括多层孵育平台（n=1，2，…N），每层孵育平台放置有一块或多块培养板，每个培养板上放置蜂培养对象，包括蜂各个成长阶段的幼虫或成虫。
图1结构里展示的全封闭培养房，可根据孵育平台规模、培养板的操作规模确定大小，譬如规模不大，可以把它看成是一个全封闭式培养箱。而当规模较大，操作任务量仅配一套设备不够用时，就加配设备数量，譬如加配加饲料装置和/或移虫装置，等等。
本发明的上述系统的一个应用实例流程，可以结合图2来加深对本发明的上述系统的进一步了解和理解。该实例体现的系统就是为一个全封闭式培养箱配置的一套设备，其中包括一配有一个或多个摄像头的摄像装置，可在移动轨道上移动的一饲料添加器、一幼虫转移装置，一通风装置，一温湿度控制装置，一蜂鸣报警系统；外部配有显示器程序控制屏，操纵杆（即图1所示的操纵装置）。
蜂王通常在产卵框中产卵，产的卵立在许多载卵条上，它们可以一条一条地取出，固定在一个架子上，便于操作人员对载卵条上面的卵进行处理（譬如显微注射等），最终处理好的卵随着载卵条及架子被置入培养箱中。
在本发明的上述自动化培养蜜蜂的系统中，报警装置将摄像头摄取的图像帧与第一标准图像帧比对，识别出的警况为蜂卵孵化产生的卵蠕动及卵液，从而发出第一警讯；
操作者根据第一警讯若从监控显示终端上显示的情况判断载卵条上有蜂卵已孵化，则通过程控装置的移动功能键移动加饲料装置，通过调节指令键调节加饲料装置的伸缩杆长度使得加饲料装置的下饲料口靠近目标对象，并在相应的目标位置上通过加饲料按钮施行加饲料指令。
例如，请同时参见图2、图3，操作者根据警讯并从显示器程控屏显示出培养箱内的蜂卵已孵化，点击屏上的“调整饲料添加器位置”功能键，会出现两个选项：手动操作，电脑控制（见图3）：
选择手动操作，操作者通过操纵杆移动饲料添加器到相应的幼虫所处的位置，通过杆上伸缩杆调节旋钮调节饲料添加器的伸缩杆升降长度（顺时针旋转可将伸缩杆向上调节，反之则将伸缩杆向下调节）使得饲料添加器的下饲料口靠近要加饲料的幼虫，点按杆上的添加饲料按钮来下饲料。
选择电脑控制，操作者通过屏上的上、下、左、右移动键移动饲料添加器到相应的幼虫所处的位置，通过屏上“Up”、“Down”键调节饲料添加器的伸缩杆升降长度，使得饲料添加器的下饲料口靠近要加饲料的幼虫，点按屏上的添加饲料按钮来下饲料。
在本发明的上述自动化培养蜜蜂的系统中，报警装置将摄像头摄取的图像帧与第二标准图像帧比对，识别出的警况为幼虫食用饲料后漂浮在饲料表面的虫蠕动，从而发出第二警讯；
操作者根据第二警讯并从监控显示终端上看到载卵条上有食用饲料后漂浮在饲料表面的虫蠕动，则通过程控装置的移动功能键移动移虫装置，通过调节指令键调节移虫装置的伸缩杆长度使得移虫装置的移虫针对准目标对象，并通过取虫按钮施行取虫指令；和/或通过程控装置的移动功能键使移虫装置移至目标培养板上方，通过调节指令键调节伸缩杆长度使移虫装置的移虫针对着目标培养板相应位置，并通过放虫按钮施行放虫指令。
例如，请同时参见图2、图4，操作者根据报警信号并从显示器程控屏看到培养箱内的载卵条上有食用饲料后漂浮在饲料表面的虫蠕动，点击屏上的“调整幼虫转移装置位置”功能键，会出现两个选项：手动操作，电脑控制（见图4）：
选择手动操作，操作者通过操纵杆移动幼虫转移装置到相应的幼虫所处的位置，通过杆上伸缩杆调节旋钮调节幼虫转移装置的伸缩杆升降长度（顺时针旋转可将伸缩杆向上调节，反之则将伸缩杆向下调节）使得该移虫转移装置上的移虫针对准幼虫，点击操纵杆上的“取虫”按钮，将目标幼虫连同周围饲料一同取至移虫针上，完成取虫指令的执行；和/或通过操纵杆使幼虫转移装置移至目标培养板上方，调节伸缩杆（操纵装置上有伸缩杆调节旋钮，顺时针旋转可将伸缩杆向上调节，反之则将伸缩杆向下调节），使幼虫转移装置的移虫针对着目标培养板板孔底部，点击操纵杆上的“放虫”按钮，将移虫针上的幼虫放至补充好饲料的培养板板孔中，完成放虫指令的执行。
选择电脑控制，操作者通过屏上的上、下、左、右移动键移动幼虫转移装置到相应的幼虫所处的位置，通过屏上“Up”、“Down”键调节幼虫转移装置的伸缩杆升降长度，使得幼虫转移装置上的移虫针对准幼虫（或成虫），点按屏上的“取虫”按钮，将目标幼虫连同周围饲料一同取至移虫针上，完成取虫指令的执行；和/或通过屏上的上、下、左、右移动键移动幼虫转移装置到相应的幼虫（或成虫）所处的位置，通过屏上“Up”、“Down”键调节幼虫转移装置的伸缩杆升降长度，使得幼虫转移装置的移虫针对着目标培养板板孔底部，点击屏上的“放虫”按钮，将移虫针上的幼虫放至补充好饲料的培养板板孔中，完成放虫指令的执行。
在本发明的上述自动化培养蜜蜂的系统中，监控显示终端还用于进行以下设置：
1）程控装置控制加饲料装置的单位饲料添加量，包括默认的添加量；
2）程控装置控制分别移动加饲料装置和移虫装置的单位距离，以及控制伸缩杆升降的单位距离；包括默认的单位距离。
譬如，图2中在电脑控制的显示器程控屏上默认单位饲料添加量为20微升，默认的移动饲料添加器或幼虫转移装置的单位距离为1cm，默认的伸缩杆升降的单位距离为1cm。
本发明的上述自动化培养蜜蜂的系统，还包括：
温湿度控制装置，用于通过为培养房配置的传感器装置（传感器阵列）测量到的温度、湿度与给定的温度、湿度比较的差额对培养房进行恒温恒湿控制；
通风装置，用于定期或根据感测到的空气状况对培养房内进行通风操作。
图1中展现出来的通风装置也是根据培养房内的孵育平台数量来确定配置数目的。譬如图2所示的实例里，只配有一部通风装置。
在本发明的上述自动化培养蜜蜂的系统中，孵育平台上放置的是网格化的培养板，网格以培养板的单位面积为单位和/或培养板的单位板孔为单位。
培养板的板孔排列如图5所示，上边的A表示48孔培养板，适合1-3日龄幼虫使用；下边的B表示24孔培养板，适合4-7日龄幼虫使用。
在本发明的上述自动化培养蜜蜂的系统中，监控显示终端或操纵装置分别与培养房内的加饲料装置、移虫装置、报警装置、温湿度控制装置以及通风装置的一种或多种装置的电连接为有线连接；或者，监控显示终端分别与培养房内的加饲料装置、移虫装置、报警装置、温湿度控制装置以及通风装置的一种或多种装置的电连接为无线连接。
在本发明的上述自动化培养蜜蜂的系统中，
报警装置在发出相应的警讯的同时，将发生警况的定位信息通过有线方式或无线方式传输给监控显示终端，该定位信息包括培养板的序号及该序号下培养板的坐标位置；
操作者根据监控显示终端显示出的定位信息，将通过程控装置上移动功能键将加饲料装置或移虫装置移动到目标位置，并通过程控装置上相应的指令按键操作加饲料操作或移虫操作。
在本发明的上述自动化培养蜜蜂的系统中，
报警装置在发出相应的警讯的同时，将发生警况的定位信息通过有线方式或无线方式传输给监控显示终端，该定位信息包括培养板的序号及该序号下培养板的坐标位置；
监控显示终端根据该定位信息自动启动加饲料装置或移虫装置移动到目标位置，并在目标位置上自动执行加饲料指令或移虫的取虫、放虫指令。
在本发明的上述自动化培养蜜蜂的系统中，监控显示终端进行的设置还包括以下配置的一种或多种：
培养房的配置，包括孵育平台数目，网格化的培养板的规格和数目及网格化布局，加饲料装置和移虫装置的数目及步移精准度，温湿度采样点阵和摄像头点阵；报警装置各种警况下的报警模式，包括声音模式和/或显示模式，以及培养房与外围设备的电连接方式，包括有线连接和各种无线连接方式。
在本发明的上述自动化培养蜜蜂的系统中，监控显示终端还用于提供记录培养房每步操作的日志，并可供查显在屏幕上。
在本发明的上述自动化培养蜜蜂的系统中，监控显示终端用一个手持终端替代，该手持终端与培养房内的报警装置、加饲料装置和移虫装置通过无线网络、无线蓝牙以及红外的一种或多种方式连接；
报警装置在发出相应的警况的同时，将发生警讯的定位信息传输给该手持终端，该定位信息包括培养板的序号及该序号下培养板的坐标位置；
手持终端根据该定位信息在显示页面上提供启动加饲料装置或移虫装置移动的功能键，以及在目标位置上执行加饲料、或移虫的取虫、放虫的指令键，借助页面显示现场的各种移动操作和指令操作。
或者，手持终端根据该定位信息自动启动加饲料装置或移虫装置移动到目标位置，并在目标位置上自动执行加饲料指令或移虫的取虫、放虫指令。
在本发明的上述自动化培养蜜蜂的系统中，培养房内的加饲料装置和移虫装置用一个或数个机器人取代，该机器人具有可移动可升降的机器腿、可伸缩可旋转的机器臂以及可抓取物品的机器手；
监控显示终端与机器人通过第五代移动通信网络连接，根据从培养房动态监测到的情况驱动机器人移动到目标位置，并驱动机器臂和机器手的动作配合进行加饲料操作和/或移虫操作。
在本发明的上述自动化培养蜜蜂的系统中，机器人自身载有一个或数个扫描眼，该扫描眼通过无线网络、蓝牙以及红外的一种或多种方式动态扫描培养房内各类警况，并发出相应的警讯，同时将发生警况的定位信息传输给该监控显示终端；
监控显示终端根据该定位信息指定培养房内的机器人移动到目标位置，并驱动机器臂机器手的动作配合抓取饲料放到目标位置上；
和/或，监控显示终端根据该定位信息指定培养房内的机器人移动到目标位置，并驱动机器臂的伸缩、旋转及机器手抽取移虫针对准目标对象进行取虫、放虫操作。
将本发明的上述系统与第五代移动通信技术（简称5G）的网络基础设施连用，无疑会给系统带来更高速、更精准、更显著的优势，并为系统的更新换代带来无限可能，由此，各地的蜜蜂实验室可联合形成大规模的实验中心，为科研人员的研究打造一个逼近蜜蜂自然生长环境的天地。
根据上述自动化培养蜜蜂的系统，本发明提供了一种自动化培养蜜蜂的方法，包括：
为培养房配置可控移动的加饲料装置和移虫装置；
当监控到培养房内加饲料时机到，操控加饲料装置移动到目标位置，并执行加饲料操作；
当监控到培养房内移虫时机到，操控移虫装置移动到目标位置，并调整移虫针位置执行移虫操作。
上述方法还包括：
对监控到的加饲料时机和/或移虫时机进行报警警示。
上述方法中，报警警示的加饲料时机为培养房内的载卵条上出现蜂卵孵化产生的卵蠕动及卵液；报警警示的移虫时机为载卵条上出现食用饲料后漂浮在饲料表面的虫蠕动。
上述方法还包括：
当报警出现蜂卵孵化产生的卵蠕动及卵液，由操作人员操控加饲料装置通过移动轨道移动到目标位置，并执行加饲料操作；
当报警出现食用饲料后漂浮在饲料表面的虫蠕动，由操作人员操控移虫装置通过移动轨道移动到目标位置，并调整移虫针位置执行移虫操作。
上述方法还包括：
当报警出现蜂卵孵化产生的卵蠕动及卵液，并报出该警况出现的定位信息，由监控显示终端根据警况及其定位信息自动操控加饲料装置通过移动轨道移动到目标位置，并自动执行加饲料操作；
当报警出现食用饲料后漂浮在饲料表面的虫蠕动，并报出该警况出现的定位信息，由监控显示终端根据警况及其定位信息自动操控移虫装置通过移动轨道移动到目标位置，并调整移虫针位置执行移虫操作。
上述方法中，加饲料时机还包括首次饲料添加时间后的第二至第七天的每间隔24小时的时间点。
上述方法还包括：
监控培养房的温度湿度到设定值，
定期或根据感测到的空气状况对培养房内进行通风操作。
Claims (15)
1.一种自动化培养蜜蜂的系统，其特征在于，包括：
全封闭培养房，用于养护孵育平台上多块培养板分层放置的蜂培养对象，包括蜂各个成长阶段的幼虫或成虫；其中：加饲料装置和移虫装置可被操作进行移动；
监控显示终端，用于将从培养房动态监测到的情况进行显示，通过一报警装置对从培养房动态监测到的警况发出相应的警讯及发生警况的定位信息，并提供移动所述加饲料装置和/或所述移虫装置到目标位置及在所述目标位置上进行加饲料操作和/或移虫操作的功能和相应的指令；所述培养板以单位面积为单位和/或以单位板孔为单位而被网格化；所述定位信息包括培养板的序号及该序号下培养板的坐标位置；所述警讯包括识别出蜂卵孵化产生的卵蠕动及卵液的第一警况发出的第一警讯，和/或识别出幼虫食用饲料后漂浮在饲料表面的虫蠕动的第二警况发出的第二警讯。
2.按照权利要求1所述的系统，其特征在于，
所述监控显示终端通过一程控装置提供加饲料装置和/或移虫装置到目标位置的移动功能键，并提供相应的指令键或按钮在目标位置上进行加饲料操作和/或移虫操作；
操作者根据相应的定位信息将所述加饲料装置或所述移虫装置移动到目标位置，并通过所述程控装置上相应的功能键、指令键或按钮进行加饲料操作或移虫的取虫、放虫操作；
或者，所述监控显示终端根据相应的定位信息自动启动所述加饲料装置或所述移虫装置移动到目标位置，并在该目标位置上自动执行加饲料指令或移虫的取虫指令、放虫指令。
3.按照权利要求2所述的系统，其特征在于，所述报警装置将摄像头摄取的图像帧与第一标准图像帧比对，识别出第一警况而发出第一警讯；
操作者根据第一警讯若从所述监控显示终端上的显示判断载卵条上有蜂卵已孵化，则通过所述程控装置的移动功能键移动加饲料装置，通过调节指令键调节所述加饲料装置的伸缩杆长度使得该加饲料装置的下饲料口靠近目标对象，并在相应的目标位置上通过加饲料按钮施行加饲料操作。
4.按照权利要求2所述的系统，其特征在于，所述报警装置将摄像头摄取的图像帧与第二标准图像帧比对，识别出第二警况而发出第二警讯；
操作者根据第二警讯并从监控显示终端上看到载卵条上有食用饲料后漂浮在饲料表面的虫蠕动，则通过所述程控装置的移动功能键移动所述移虫装置，通过调节指令键调节所述移虫装置的伸缩杆长度使得该移虫装置的移虫针对准目标对象，并通过取虫按钮施行取虫操作；和/或通过所述移动功能键使所述移虫装置移至目标培养板上方，通过调节指令键调节所述伸缩杆长度使该移虫装置的移虫针对着目标培养板相应位置，并通过放虫按钮施行放虫操作。
5.按照权利要求2所述的系统，其特征在于，所述监控显示终端还用于进行以下设置的一种或多种：
1)所述程控装置控制所述加饲料装置的单位饲料添加量，包括默认的饲料添加量；
2)所述程控装置控制分别移动所述加饲料装置和所述移虫装置的单位距离，以及控制伸缩杆升降的单位距离；包括默认的各自的单位距离。
6.按照权利要求5所述的系统，其特征在于，还包括：
温湿度控制装置，用于通过为所述培养房配置的传感器装置测量到的温度、湿度与给定的温度、湿度比较的差额对所述培养房进行恒温恒湿控制；
通风装置，用于定期或根据感测到的空气状况对培养房内进行通风操作。
7.按照权利要求6所述的系统，其特征在于，
所述监控显示终端分别与所述培养房内的所述加饲料装置、所述移虫装置、所述报警装置、所述温湿度控制装置以及通风装置的一种或多种装置的电连接为有线方式连接；或者，所述监控显示终端分别与所述培养房内的所述加饲料装置、所述移虫装置、所述报警装置、所述温湿度控制装置以及通风装置的一种或多种装置的电连接为无线方式连接。
8.按照权利要求7所述的系统，其特征在于，所述监控显示终端进行的设置还包括以下配置的一种或多种：
所述培养房的配置，包括孵育平台数目，网格化的培养板的规格和数目及网格化单位，所述加饲料装置和所述移虫装置的数目及步移精准度，温湿度采样点阵和摄像头点阵；所述报警装置各种警况下的报警模式，包括声音模式和/或显示模式，以及所述培养房与外围设备的电连接方式，包括有线连接方式和各种无线连接方式。
9.按照权利要求1至8任一项所述的系统，其特征在于，
所述监控显示终端还用于提供记录所述培养房的每步操作的日志，并可供查显在屏幕上。
10.按照权利要求2所述的系统，其特征在于，所述监控显示终端用一手持终端替代，该手持终端与所述培养房内的所述报警装置、所述加饲料装置和所述移虫装置通过无线网络、无线蓝牙以及红外的一种或多种方式连接；
所述报警装置在发出相应的警讯的同时，将发生所述警况的定位信息传输给该手持终端；
所述手持终端根据该定位信息在显示页面上提供启动加饲料装置或移虫装置移动的功能键，以及在目标位置上执行加饲料、或移虫的取虫、放虫的指令键，并借助屏显页面显示培养房内的各种移动操作和指令操作；
或者，所述手持终端根据该定位信息自动启动所述加饲料装置或所述移虫装置移动到目标位置，并在该目标位置上自动执行加饲料指令或移虫的取虫指令、放虫指令。
11.一种自动化培养蜜蜂的方法，包括：
为培养房配置可控移动的加饲料装置和移虫装置；
当监控到培养房内加饲料时机到，包括载卵条上出现蜂卵孵化产生的卵蠕动及卵液这一警况，同时报出相应的包括培养板的序号及该序号下培养板的坐标位置的定位信息，则操控所述加饲料装置移动到目标位置，并执行加饲料操作；
当监控到培养房内载卵条上出现食用饲料后漂浮在饲料表面的虫蠕动这一警况，报警移虫时机到，同时报出相应的包括培养板的序号及该序号下培养板的坐标位置的定位信息，则操控所述移虫装置移动到目标位置，并调整移虫针位置执行移虫操作。
12.按照权利要求11所述的方法，其特征在于，
当报警加饲料时机到，由操作人员根据相应的定位信息操控所述加饲料装置通过轨道移动到目标位置，并执行加饲料操作；
和/或当报警移虫时机到，由操作人员根据相应的定位信息操控所述移虫装置通过轨道移动到目标位置，并调整移虫针位置执行移虫操作。
13.按照权利要求11所述的方法，其特征在于，
当报警加饲料时机到，由监控显示终端根据相应的定位信息自动操控所述加饲料装置通过移动轨道移动到目标位置，并自动执行加饲料操作；
和/或当报警移虫时机到，由监控显示终端根据相应的定位信息自动操控所述移虫装置通过轨道移动到目标位置，并自动调整移虫针位置执行移虫的取虫、放虫操作。
14.按照权利要求11所述的方法，其特征在于，所述加饲料时机还包括首次饲料添加时间后的第二至第七天的每间隔24小时的时间点。
15.按照权利要求11至14任一项所述的方法，其特征在于，还包括：
监控培养房内的温度湿度到设定值；
定期或根据感测到的空气状况对培养房内进行通风操作。
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