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华盛顿大学为蜜蜂设计“微型传感器背包”以帮助当地农民
来源:赛斯维传感器网 发表于 2018/12/20

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  华盛顿大学的科学家们已经为大黄蜂配备了微型传感器,这些传感器有朝一日可用来监视农场的农作物。

  几十年来,科学家们一直在大型动物身上使用跟踪装置来监测畜群的健康状况,或研究动物的范围和习惯。


  现在,一组华盛顿大学的研究人员已经想出如何在大黄蜂上放置一个微型跟踪传感器。


  传感器或“背包”重达七粒干米,可以粘在昆虫的背上。有一天,一群配备这些传感器的蜜蜂可以帮助农民监测作物的健康状况,并让生物学家深入了解蜜蜂如何搜寻食物,寻找花粉并在环境中航行。


  为了将背包放在蜜蜂身上,研究人员不得不解决两个问题:如何使传感器足够轻便以便对蜜蜂友好,以及如何使用它来追踪昆虫的位置。


  这项工作源于华盛顿大学团队解决的早期工程挑战:努力创造无线机器人飞行昆虫。美国威斯康星大学保罗·艾伦计算机科学与工程学院的副教授Shyam Gollakota表示,RoboFly可以拍打翅膀并自行飞行,但装置无法飞得更远。


  Gollakota表示,RoboFly“耗费了大量的力量,这是使其成功的最大根本挑战?!?这让团队得到了另一个灵感:“为什么我们不使用大自然的基本飞行机器?”他说。


  对于研究人员而言,像昆虫这样的生物体是解决能量储存问题的绝佳解决方案,因为它通过觅食整天来为其生活的“电池”充电。抛开RoboFly,该小组开始研究将传感器放在昆虫身上的方法。


  大黄蜂是这项工作的最佳候选人。它足够坚固,可以携带微型电池供电的有效载荷。它每晚都会返回蜂巢,传感器的电池可以无线充电。


  大黄蜂用于农业,它们相对温和,威斯康星大学电气与计算机工程系的博士生Vikram Iyer说。他说,艾尔成为球队的蜜蜂争霸者,从未被蜇过。


  这并不是科学家第一次使用传感器或蜜蜂“背包”来跟踪蜜蜂的运动。但是,那些早期的努力只能在短距离内追踪蜜蜂,威斯康星大学的研究人员说。


  由于GPS接收器使用太多能量,因此团队必须找到一种不同的方式来跟踪蜜蜂的移动。他们设置了多个天线,用于在特定区域内广播来自基站的信号。蜜蜂传感器中的接收器使用信号的强度以及蜜蜂和基站之间的角度差来对昆虫的位置进行三角测量。信息存储在传感器中,并在蜜蜂晚上返回蜂巢时下载。


  研究人员仍然在完善这项技术,但他们希望明年能让农民对这项技术感兴趣。许多农民使用无人机来监测他们的庄稼,但无人机在10到20分钟后用完果汁并且必须充电。另一方面,蜜蜂整天都在飞翔。


  Iyer和Gollakota估计,传感器本身的制造成本仅为几美元,其余设备(包括蜂巢基站和现场天线)也很便宜。传感器可以收集有关温度,湿度和光照强度的信息,绘制整个农场的图片。


  研究人员承认,配备传感器的昆虫听起来像是一部未来主义的间谍电影,可能引发隐私问题。这是他们宣传工作的原因之一。这也是使用蜜蜂的一个原因,因为人们因为能够刺痛而自然地对它们保持警惕。


  为了进行实验,研究小组买了一些邮购大黄蜂,让它们进入温室。Iyer还在UW农场捕获了一些本地大黄蜂,并发现华盛顿蜜蜂比他们的邮件表兄弟更健壮。


  Gollakota说,部分研究是为了确保蜜蜂不会受到体重的压力,并且他们吃饱了,很开心。


  实验结束后,Iyer说,研究人员将传感器从本地蜜蜂身上取下,让它们自由飞翔。

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