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科学家为蜜蜂配备无线传感器,打造“活的”物联网平台

  一个研究小组试图通过将无线传感器平台粘在蜜蜂的背上,

  把蜜蜂变成活的无人机。

  

 

  无人机因其有作为天空中的一种眼睛的能力而越来越受欢迎,然而,由于当前电池技术的限制,它们通常只能在充电时持续长达30分钟。

  现在,华盛顿大学的一个研究小组已经找到了一种使大黄蜂像小无人机的方法。该小组已经开发了一个平台,用于传感、计算和无线通信设备,这些设备小到足以搭载昆虫。

  “我们想利用自然界最好的飞行器”,华盛顿大学的计算机科学家Shyam Gollakota领导了这项研究,他说:“昆虫可以自给自足,我们不需要不停地给它们充电,脂肪和糖能储存比电池多得多的能量”。

  科学家们试验了三种大黄蜂,发现健康的工蜂可以飞行并盘旋,同时携带大约105毫克。了解到这一点,研究人员开发出一种重量仅为102毫克的电子平台,尺寸仅为6.1×6.4毫米。它包括一个70毫克可充电锂离子电池,可以持续长达七个小时,还有一个微控制器,天线和传感器,可以每四秒钟分析一次湿度、温度和光强度。然后,研究小组将这些平台粘在蜜蜂的背上。 “我们使用的所有电子产品都是现成的组件,”Gollakota说。

  

 

  为了尽可能少地使用电力,该设计消除了许多传统的无线电组件。相反,它通过修改散射的无线电信号进行通信,在蜜蜂返回蜂巢后以每秒大约1,000比特的速率无线卸载数据。

  研究人员指出,他们目前无法控制蜜蜂的运动,尽管如此,他们仍然可以精确定位昆虫的位置。他们的设计不是使用耗电量大的GPS设备,而是依靠放置在蜜蜂预期飞行区域周围的特殊无线电发射器。只要蜜蜂停留在这些信标的80米范围内,这些发射器就可以作为信标,并跟踪蜜蜂的位置。 “我们可以根据蜜蜂传感器收集的数据创建地图,”Gollakota说。

  科学家们指出,他们可以在6小时内对蜂箱内的电池进行无线充电。他们还建议,太阳能电池可能会有一天取代电池现有的设计。

  研究人员称之为“活的“物联网平台的潜在应用可能包括用于衡量植物健康的智能农业。例如,湿度和湿度传感器可以帮助精确灌溉,温度传感器可以检测生长条件是否适合特定作物。 “无人机无法真正在植物之间飞行,而蜜蜂可以在任何想要获得比无人机更细粒度信息的地方飞行,”Gollakota说。

  放置在蜜蜂身上的传感器也可以揭示蜜蜂的生物学特性。华盛顿大学的计算机工程师和电气工程师Vikram Iyer说,这可以深入了解为什么蜜蜂种群正在崩溃。

  Gollakota说,未来研究人员可能会为蜜蜂配备摄像头,或者配备能够测量蜜蜂大脑电信号的传感器,以便我们了解将来如何控制蜜蜂的运动。

  

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