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利用蜜蜂來監控農地

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科技產業資訊室 - 謝威翔 發表於 2019年1月2日

圖、利用蜜蜂來監控農地
 
為了監測遼闊的田地,農民可以使用無人機空中翱翔,並測量溫度、濕度和作物健康狀況,但是這些機器需要大量的動力才能飛行,若無提供補充電力的方式就無法走得太遠。華盛頓大學的研究團隊製作了一種感測系統,體積小到可以安置在大黃蜂身上。因為昆蟲可以自己飛行,所以系統中只需要一個微型充電電池就能持續七個小時的飛行,蜜蜂晚上進入蜂巢時電池會充電,該研究團隊將於參加2019年ACM MobiCom年會,並發表其成果。
 
小型無人機可能飛行10到20分鐘就需要再次充電,而昆蟲可以飛行數小時,但這種技術有其自身的複雜問題:首先,昆蟲不能承受太多的重量。其次,GPS接收器雖然可以良好定位,但卻消耗太多功率。研究人員使用大黃蜂,因為體型夠大,足以攜帶微型電池,而且每天晚上都會回到蜂巢以無線方式充電。於是研究人員將大黃蜂放入冰箱幾分鐘,讓它們活動力降低,再取出並粘在背包,當實驗完成後,再用類似的過程移除背包。
 
這種背包包含了感測器,放在大黃蜂的背上,重量約102毫克,其中70毫克為微型充電電池,由於GPS接收器太耗電,因此該團隊提出了一種不用電力來定位大黃蜂的方法。研究人員在特定區域設置多組天線,能播送來自基地台的訊號,利用背包中接收器使的訊號強度和與基地台的角度差來對昆蟲的位置進行三角測量。
 
為了測試此系統,研究團隊在足球場上做了實驗,場地的一側設置了4個基地台,發現只要大黃蜂在天線的80公尺內,就能夠檢測到牠的位置。接著該團隊在背包添加了一系列小型感測器,來監測溫度、濕度和光照強度。這樣一來蜜蜂就可以收集數據並記錄其位置,蜜蜂完成覓食後會回到他們的蜂房,在那利用反向散射(backscatter)的方法收集背包的數據,這種方式不需使用背包上的電力,最後再匯編出整個農場的情形。
 
這種技術除了監測環境之外,還可以了解蜜蜂的行為方式。目前背包只能存儲大約30kb的資料,因此期限制就是儘可攜帶產生少量數據的感測器。該團隊希望開發出帶有攝影鏡頭的背包,可以將植物健康的資訊直播給農民觀看。(798字;圖1)


參考資料:
Researchers create first sensor package that can ride aboard bees. University of Washington,2018/12/11
Researchers are turning bumblebees into live drones. CNBC,2018/12/13


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