無人機(jī)越來越受歡迎，因?yàn)樗鼈兛梢猿洚?dāng)空中的一種眼睛。然而，由于目前電池技術(shù)的限制，充滿電后它們通常只能持續(xù)飛行30分鐘。

現(xiàn)在，華盛頓大學(xué)的一個(gè)研究小組發(fā)現(xiàn)了一種方法，可以讓大黃蜂表現(xiàn)得像微型無人機(jī)。該團(tuán)隊(duì)已經(jīng)開發(fā)了一種供傳感、計(jì)算和無線通信器件使用的平臺(tái)，該平臺(tái)足夠小，可以由昆蟲背負(fù)攜帶。

“我們想利用大自然中最好的飛行器。”負(fù)責(zé)這項(xiàng)研究的華盛頓大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)家Shyam Gollakota說。“昆蟲可以自己覓食——我們不需要為它們充電。脂肪和糖可以比電池儲(chǔ)存更多的能量。”

科學(xué)家們用三種大黃蜂做了實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)健康的工蜂可以攜帶大約105毫克的東西飛行和盤旋。了解到這一點(diǎn)，研究人員開發(fā)出了一種重量僅為102毫克、尺寸僅為6.1×6.4毫米的電子平臺(tái)。它包括一個(gè)70毫克的、續(xù)航時(shí)間長達(dá)7個(gè)小時(shí)的可充電鋰離子電池以及一個(gè)微控制器、天線和可以每四秒鐘分析一次濕度、溫度和光線強(qiáng)度的傳感器。然后，研究小組把這些平臺(tái)粘在蜜蜂的背部。“我們使用的所有電子產(chǎn)品都是現(xiàn)成的元器件。”Gollakota說。

照片來源：Mark Stone/華盛頓大學(xué)

為了盡可能少地用電，該設(shè)計(jì)去除了許多傳統(tǒng)的無線電元器件。取而代之的是，它通過修正反向散射的無線電信號(hào)及在蜜蜂返回蜂巢后以大約每秒1000比特的速度無線卸載數(shù)據(jù)進(jìn)行通信。

研究人員指出，他們目前沒有辦法控制蜜蜂的運(yùn)動(dòng)。盡管如此，他們?nèi)匀豢梢源_定昆蟲的位置。他們的設(shè)計(jì)沒有使用耗電量大的GPS裝置，而是依靠放置在蜜蜂預(yù)期飛行區(qū)域周圍的特殊無線電發(fā)射器。這些發(fā)射器充當(dāng)信標(biāo)，只要蜜蜂停留在信標(biāo)周圍80米的范圍內(nèi)，它們就能追蹤蜜蜂的位置。“我們可以根據(jù)蜜蜂攜帶的傳感器收集到的數(shù)據(jù)繪制地圖。”Gollakota說。

科學(xué)家們指出，在電池位于蜂巢中時(shí)，他們可以通過無線方式對(duì)電池進(jìn)行充電，6小時(shí)內(nèi)可充滿。他們還表示，太陽能電池可能有一天會(huì)取代目前的設(shè)計(jì)中所使用的電池。

研究人員所稱的“活的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)”的潛在應(yīng)用可能包括在智能農(nóng)業(yè)中使用它來測量植物的健康狀況。例如，濕度傳感器可以幫助實(shí)施精確灌溉，溫度傳感器可以檢測生長條件對(duì)于特定作物來說是否合適。“無人機(jī)不能在植物之間飛行，蜜蜂卻可以在任何他們想要獲得比無人機(jī)更精細(xì)信息的地方飛行。濕度和濕度傳感器可以幫助精確灌溉，溫度傳感器可以檢測生長條件是否適合特定作物。“無人機(jī)無法真正地在植物之間飛行，相比于無人機(jī)，蜜蜂可以在任何人們想要更細(xì)粒度信息的地方飛行。”Gollakota說。

放置在蜜蜂身上的傳感器也可能揭示蜜蜂的生物學(xué)特性。論文的共同作者、華盛頓大學(xué)計(jì)算機(jī)工程師和電氣工程師Vikram Iyer表示，這可能有助于我們深入了解蜂群崩潰的原因。

Gollakota說，未來，研究人員可能會(huì)為蜜蜂配備攝像頭，或者配備能夠測量蜜蜂大腦電信號(hào)的傳感器以便弄清楚有朝一日我們可如何控制它們的運(yùn)動(dòng)。

該研究小組的科學(xué)家們于12月11日在新德里舉行的MobiCom會(huì)議上詳細(xì)介紹了他們的研究結(jié)果。