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科学家把蜜蜂变成“活生生的物联网平台”

来源:环球科学
  

  无人机已经越来越受欢迎了,因为它们就像空中的眼睛一样。然而受到现在电池技术的限制,它们每充一次电只能维持30分钟

  现在,一个华盛顿大学的研究团队已经发现了一种方法,能够把蜜蜂变成小小的无人机。该团队已经发展出一种能放在昆虫背上的微小平台,可以放置一种设备,具有传感,计算的无限通讯功能。

  “我们想利用大自然中最好的飞行器,”华盛顿大学的一名计算机科学家Shyam Gollakota说,同时他也是该研究的领导者。“昆虫会自己进食——我们不需要不断给它们充电。以他们的重量来说,脂肪和糖分能贮藏的能量比电池更多。”

  科学家们拿三种蜜蜂做了实验,并且发现健康的工蜂能背大约105毫克的设备飞行或悬停。在此基础上,研究人员研发了一种仅重102毫克,尺寸为6.1×6.4毫米的电子平台。它包括了一个70毫克的可充电锂离子电池,每次充电大约能维持七小时,还包括了一个单片机,天线和传感器,这些传感器每四秒就能分析环境的湿度,温度和光强度。然后,研究团队把这些平台粘在蜜蜂的背上。“我们使用的所有电子设备都是现成的元件,”Gollakota说。

  为了省电,这个设计省略了很多传统的无线组件。相反的,它通过修改散射出去的无线信号进行交流,在蜜蜂回巢后以每秒大约1000比特的速度无线卸载数据。

  研究人员指出他们现在没有控制蜜蜂行为的方法。但他们仍可以确定昆虫的具体位置。相比于使用消耗电力的GPS设备,他们的设计依赖于特殊的无线发信器,这些发信器部署在蜜蜂可能会出现的区域内。这些发信器就像航标一样,只要蜜蜂距离这些发信器80米以内,这些发信器就能追踪蜜蜂的位置。“我们可以用这些蜜蜂传感器收集的数据制作地图,”Gollakota说。

  科学家强调他们可以在蜂巢里给电池无线充电,且仅需六个小时。他们还表示也许有一天太阳能电池能代替现在的电池设计。

  对于被研究人员称为“活生生的物联网平台”的潜在应用包括智能农业,测量作物的健康。比如说,湿度传感器有助于精密灌溉,温度传感器有助于探测个别作物的生长环境是否处于最佳状态。然而“飞行器不能在植物间飞来飞去,蜜蜂基本上能飞到它们想去的地方,获得更好的颗粒信息,”Gollakota说。

  在蜜蜂上的传感器还可能为它们的生理活动提供一丝线索。这也许能解开蜜蜂数量骤减的谜团,合著者Vikram Iyer说。他是华盛顿大学的计算机工程师,电子工程师。

  在不久的将来,研究人员可能会给蜜蜂装上摄像头,或装上能探测蜜蜂大脑电信号的传感器,“来探究我们如何才能控制它们的行为,”Gollakota说。

   

  详情请见12月11日新德里的Mobi会议。

  (翻译:费哲妮)

本文来自:环球科学
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