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物联网蜜蜂:可以拯救我们未来的技术

2020-03-19 11:41:24  来源:物联之家

摘要:物联网(IoT)正在帮助人们寻找授粉和提高农作物产量的解决方案,甚至是人类殖民火星的潜力。
关键词: 物联网
 
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当蜜蜂从一株植物飞到另一株植物并觅食时,它们也担负着授粉的基本任务。但在过去的15年里,蜜蜂的数量急剧减少,导致人们对粮食生产的未来感到担忧。根据美国农业部的数据,美国每年有超过150亿美元的粮食作物由蜜蜂授粉。
 
正如技术已经触及商业和日常生活的方方面面一样,它也被用来寻找新的方式来养活世界。物联网(IoT)正在帮助人们寻找授粉和提高农作物产量的解决方案,甚至是人类殖民火星的潜力。成群的模仿昆虫飞行的微型无人机和机器人蜜蜂正在接受测试,以了解它们是否有一天有可能成为可行的高科技授粉者和其他行星的探索者。
 
蜜蜂为什么会大量死亡
 
根据由马里兰大学领导的非营利性蜜蜂知情伙伴关系(bee Informed Partnership)最近发布的年度调查显示,在2018年4月至2019年4月期间,美国养蜂人损失了超过40%的蜂群。虽然有些蜜蜂在冬天死亡很正常,但每年蜜蜂的死亡率却在大幅增加。自从2006年调查开始以来,2018-19年度的损失是第二高的,也是记录在案的最高冬季蜜蜂死亡率。
 
蜜蜂的大量死亡总称为蜂群崩溃综合征,这是一种成年蜜蜂从蜂群中消失的综合征,但是在蜂箱内或蜂箱周围几乎没有发现死蜜蜂,而且储存的食物也没有受到害虫的攻击。致力于解开这个谜团的昆虫学家正在研究多种原因。其中瓦螨是一个主要原因,瓦螨吸收相当于蜜蜂血液的东西,并传播致命病毒。营养不良也可能削弱蜜蜂的免疫系统,使它们更容易生病。此外,杀虫剂也可能在蜜蜂种群的消亡中发挥作用。
 
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物联网机器人蜜蜂来拯救?
 
如果蜜蜂数量继续急剧下降,工程师们则准备使用人工授粉技术来填补空白。一种解决方案是配备特殊凝胶的昆虫般大小无人机,该凝胶可以捕获植物上的花粉并释放到另一株植物上。在该无人机底部粘贴马鬃,可以模仿蜜蜂身上的绒毛,使花粉粒更好地附着。
 
这款1.6×1.6英寸的无人机是由日本国立先进工业科学技术研究院研制,并在睡莲之间进行了试飞。然而,小型无人机在这方面的实用性可能会因以下事实而受到阻碍:它们需要人类操纵有时难以操纵的遥控器才能将它们引向花朵。
 
波兰的华沙理工大学也在研发一种名为B-Droid的类似无人机,并希望它能完成自然界蜜蜂的一些工作。这个机器人授粉者使用摄像头来寻找花朵并飞向它们,然后,用细小的刷子收集花粉。B-Droid 可以做到完全自动化,不需要工作人员操作。人类只需要设定好地块范围和花的属性,之后机器人蜜蜂会自动采花授粉。
 
与此同时,在哈佛,被称为RoboBees的机器人蜜蜂还没有为户外活动做好准备,但已经越来越近了。如今研究员在这只机械小蜜蜂身上装上太阳能板,让它进化成 RoboBee X-Wing,成功脱离有如牵绳的电源线,自由自在地飞翔。虽然微型机器人叫做 RoboBee X-Wing,但它长得一点也不像蜜蜂,共通点大概只有一样是两对翅膀。RoboBee X-Wing 身长 5 公分,重约 259 毫克,比回形针、甚至比一般昆虫都还要轻,更号称是最轻的机器人。其耗电量约为 110-120mW,为了让微型机器人无线飞行,团队也在机翼上方 3 公分处放置太阳能板,电子面板则放置在机翼下方,以维持平衡。它的智能传感器能够对环境做出反应,可以像蜜蜂一样执行任务,并与其他机器人蜜蜂协调其行为。
 
超越地球的嗡嗡声
 
机械化蜜蜂最终也可能扮演外星人的角色。这可能远远超出其授粉的任务,如探索火星的地形和大气层。位于亨茨维尔的亚拉巴马大学与日本东京理工大学合作的研究人员正在开发Marsbee机器人蜜蜂。这些大黄蜂大小的无人机将配备摄像头,并使用电池供电的机翼飞行。
 
这些成群结队的Marsbees机器人蜜蜂可以在火星上开展探索工作(收集数据),并被束缚在一个充当它们蜂巢的火星探测车上,这个火星探测车可以为它们充电。机器人蜜蜂可以被编程来执行不同的任务,而不是由一个大型的火星探测车来完成探测任务,如果一只蜜蜂遇到了机械故障,将会有更多的蜜蜂来继续这项工作。另一个优点是它们重量轻,因此无论是由美国宇航局还是埃隆·马斯克的太空探索公司进行的火星旅行,它们中的许多都将很容易携带。它们甚至可以利用传感器来探测生物体发出的气体,如甲烷,以探测生命存在的迹象。
 
随着技术的不断进步,创新的互联技术或许有助于应对大到确保全球供应的挑战,小到开发像花园里嗡嗡作响的蜜蜂机器人。


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