一個神奇的物聯網平台 科學家讓蜜蜂變身無人機

一支研究小組正嘗試將無線感測器平台裝入蜜蜂背部，從而將其轉化為無人機。

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憑藉著盤旋在空中俯瞰地面的卓越能力，無人機正受到越來越多受眾的歡迎。然而，由於現有電池技術的限制，這類設備在充滿電之後往往只能持續飛行30分鐘。

如今，華盛頓大學的一支研究小組已經找到了讓大黃蜂像小型無人機一樣行動的方法。該小組開發出一款用於感測、計算及無線通信的設備平台，其小巧的尺寸甚至能夠搭載在昆蟲背部。

華盛頓大學計算機科學家、研究項目負責人Shyam Gollakota表示，「我們希望利用大自然中這些最出色的飛行器。昆蟲能夠自主進食——我們不需要持續為電池充電。另外，脂肪與糖分的能量存儲效率也要遠高於電池。」

科學家們對三種大黃蜂進行了試驗，並發現健康的工蜂能夠順利完成飛行及盤旋動作，且可以攜帶約105毫克的物體。在了解到這一點之後，研究人員開發出一種重量僅為102毫克的電子平台，尺寸僅為6.1毫米 x 6.4毫米。其中包含一塊重量為70毫克的可充電鋰離子電池，續航能力長達7個小時;此外其中還包含一塊微控制器，天線與感測器，可以每四秒鐘進行一次溫度、濕度與光強度分析。後來，研究小組將這些平台粘接在蜜蜂背上。Gollakota解釋，「我們使用的所有電子產品皆為現成組件。」

為了儘可能節約電力，這套設計方案中取消了眾多傳統無線電組件。相反，其通過修改散射的無線電信號進行通信，蜜蜂在返回蜂巢後會以每秒大約1000 bit的速率傳輸無線數據。

研究人員們指出，他們目前還無法控制蜜蜂的運動軌跡。但是，他們仍然可以確定昆蟲的所在位置。他們的設計方案並未使用耗電量巨大的GPS設備，而是依靠在蜜蜂預期的飛行區域周邊部署特殊的無線電發射器。只要蜜蜂停留在這些信標的80米範圍之內，發射器就能夠作為信標追蹤蜜蜂的所在位置。Gollakota表示，「我們可以根據蜜蜂感測器收集到的數據創建地圖。」

科學家們還提到，他們可以在6個小時之內對蜂巢處的電池進行無線充電。他們還提到，最終可能會利用太陽能電池替換現有常規電池。

研究人員們提到，這套所謂「鮮活物聯網平台」的潛在應用可能包括在智能農業體系內衡量植物的健康水平。舉例來說，濕度感測器有助於實現精確灌溉，溫度感測器能夠檢測生物條件是否適合特定農作物。Gollakota指出，「無人機無法真正在植物之間飛行，但蜜蜂卻可以在任何要求信息精細度高於無人機水平的地點活動。」

此外，蜜蜂身上背負的感測器也有望揭示這一神奇物種的更多生物學特徵。華盛頓大學計算機工程師兼電氣工程師Vikram Iyer指出，這可能會讓人們深入了解蜂群潰散的真正原因。

展望未來，Gollakota認為研究人員可能會為蜜蜂配備攝像頭，或者配置能夠檢測蜜蜂腦部電信號的感測器，以探索我們有朝一日該如何控制它們的行動。

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