科学家们给蜜蜂装上无线传感器，打造“活的物联网平台”

无人机越来越受欢迎，因为它们可以充当空中的一种眼睛。然而，由于目前电池技术的限制，充满电后它们通常只能持续飞行30分钟。

现在，华盛顿大学的一个研究小组发现了一种方法，可以让大黄蜂表现得像微型无人机。该团队已经开发了一种供传感、计算和无线通信器件使用的平台，该平台足够小，可以由昆虫背负携带。

“我们想利用大自然中最好的飞行器。” 负责这项研究的华盛顿大学计算机科学家Shyam Gollakota说。“昆虫可以自己觅食——我们不需要为它们充电。脂肪和糖可以比电池储存更多的能量。”

科学家们用三种大黄蜂做了实验，发现健康的工蜂可以携带大约105毫克的东西飞行和盘旋。了解到这一点，研究人员开发出了一种重量仅为102毫克、尺寸仅为6.1×6.4毫米的电子平台。它包括一个70毫克的、续航时间长达7个小时的可充电锂离子电池以及一个微控制器、天线和可以每四秒钟分析一次湿度、温度和光线强度的传感器。然后，研究小组把这些平台粘在蜜蜂的背部。“我们使用的所有电子产品都是现成的元器件。”Gollakota说。

照片来源：Mark Stone/华盛顿大学

为了尽可能少地用电，该设计去除了许多传统的无线电元器件。取而代之的是，它通过修正反向散射的无线电信号及在蜜蜂返回蜂巢后以大约每秒1000比特的速度无线卸载数据进行通信。

研究人员指出，他们目前没有办法控制蜜蜂的运动。尽管如此，他们仍然可以确定昆虫的位置。他们的设计没有使用耗电量大的GPS装置，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。这些发射器充当信标，只要蜜蜂停留在信标周围80米的范围内，它们就能追踪蜜蜂的位置。“我们可以根据蜜蜂携带的传感器收集到的数据绘制地图。”Gollakota说。

科学家们指出，在电池位于蜂巢中时，他们可以通过无线方式对电池进行充电，6小时内可充满。他们还表示，太阳能电池可能有一天会取代目前的设计中所使用的电池。

研究人员所称的“活的物联网平台”的潜在应用可能包括在智能农业中使用它来测量植物的健康状况。例如，湿度传感器可以帮助实施精确灌溉，温度传感器可以检测生长条件对于特定作物来说是否合适。“无人机不能在植物之间飞行，蜜蜂却可以在任何他们想要获得比无人机更精细信息的地方飞行。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。“无人机无法真正地在植物之间飞行，相比于无人机，蜜蜂可以在任何人们想要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能揭示蜜蜂的生物学特性。论文的共同作者、华盛顿大学计算机工程师和电气工程师Vikram Iyer表示，这可能有助于我们深入了解蜂群崩溃的原因。

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弄清楚有朝一日我们可如何控制它们的运动。

该研究小组的科学家们于12月11日在新德里举行的MobiCom会议上详细介绍了他们的研究结果。