科技新聞:美國研究人員把大黃蜂變成無人機

一般來說,無人機越小,飛行時間就越短-除非你的無人機是一隻真正的活大黃蜂。

一般愛好無人機的飛行時間一般在20分鐘左右,因為旋轉飛機需要大量的能量才能留在空中-更多的能量意味著更重的電池。如果你的無人機有昆蟲那麼大,你會怎麼做?

週二,美國華盛頓大學的工程師們宣佈他們想出了一種既堅固又輕便的電源,使他們的“無人機”連續飛行約7個小時。

他們的解決方案?利用大自然的飛行器。

活物聯網-一個飛行的無線平臺,包括傳感器、無線通信和位置跟蹤器,可以乘坐活昆蟲。在這種情況下,一隻大黃蜂將飛越大片農田,監測溫度、溼度或作物健康狀況。

因為昆蟲可以自己飛行,所以這個包裹只需要一個小小的可充電電池就可以飛行7個小時。整個傳感器包只需幾美元,重量僅為102毫克,約為七粒生米。(大黃蜂可以攜帶接近其體重的有效載荷。一隻蜜蜂體重0.00025磅,即113毫克。)

UW研究小組設計了一種傳感器“揹包”,重達102毫克,相當於七粒大米的重量。

“我們決定使用大黃蜂,因為它們足夠大,可以攜帶一個小電池,可以為我們的系統提供動力,”UW電氣和計算機工程系的博士生Iyer說。

不像人造無人機,蜜蜂可以飛行數小時,也可以感知電子物體無法感知的東西,庫拉塔說。

他說:“有了無人機,你就會隨意地四處飛行,而蜜蜂會被特定的東西吸引,比如它喜歡授粉的植物。除了瞭解環境之外,你還能學到很多關於蜜蜂行為的知識。”

今年9月,UW研究小組計劃在ACM MobiCom 2019展示他們的研究結果。ACM MobiCom是一個致力於應對移動計算以及無線和移動網絡領域挑戰的國際論壇。

這並不是該小組第一次公佈一種用於飛行中的昆蟲的方法。依靠UW的資金,他們在去年5月公佈了機器人Fly一種由不可見的激光束驅動的機器人昆蟲,它指向一個光伏電池,它附著在機器人上方,將激光轉換成足夠的電來操作它的翅膀。但是它的電池很小,到目前為止它能做的最多就是起飛和著陸。

儘管如此,工程師們並不打算放棄RoboFly,因為有許多有希望的應用-一隻知更鳥能夠處理那些活著的昆蟲根本無法處理的問題。首先,RoboFly的飛行模式是可以控制的,這意味著,有一天,他們將能夠嗅出氣體洩漏,潛入植物下面探測害蟲和疾病,並溜進很小的空間尋找災難倖存者。

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跟著嗡嗡聲

然而,對於生活來說,現實就在這裡。為了跟蹤蜜蜂,UW的研究人員建立了多個天線,在特定區域廣播來自基站的信號。蜜蜂揹包中的接收器利用信號的強度和蜜蜂與基站之間的角度差來三角定位昆蟲的位置。

“為了測試定位系統,我們在足球場上做了一個實驗,”艾倫學院的博士生王說。“我們在場地的一側設置了四個天線,然後我們讓一隻蜜蜂帶著揹包在一個罐子裡飛來飛去,我們離開了天線。只要蜜蜂的位置在80米以內,大約是足球場長度的四分之三,我們就能探測到蜜蜂的位置。”

由於蜜蜂幾乎總是在距離蜂巢100米以內飛行,所以這並不是什麼問題。

UW的工程師相信他們的傳感器會有所幫助。“有了傳感器,我們現在可以瞭解蜜蜂在野外的行為,”Gollakota說。“我們可以理解為什麼這些蜜蜂要滅絕了。現在我們可以用鳥瞰的眼光來觀察蜜蜂的感受和感覺。


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