科技新闻:美国研究人员把大黄蜂变成无人机

一般来说,无人机越小,飞行时间就越短-除非你的无人机是一只真正的活大黄蜂。

一般爱好无人机的飞行时间一般在20分钟左右,因为旋转飞机需要大量的能量才能留在空中-更多的能量意味着更重的电池。如果你的无人机有昆虫那么大,你会怎么做?

周二,美国华盛顿大学的工程师们宣布他们想出了一种既坚固又轻便的电源,使他们的“无人机”连续飞行约7个小时。

他们的解决方案?利用大自然的飞行器。

活物联网-一个飞行的无线平台,包括传感器、无线通信和位置跟踪器,可以乘坐活昆虫。在这种情况下,一只大黄蜂将飞越大片农田,监测温度、湿度或作物健康状况。

因为昆虫可以自己飞行,所以这个包裹只需要一个小小的可充电电池就可以飞行7个小时。整个传感器包只需几美元,重量仅为102毫克,约为七粒生米。(大黄蜂可以携带接近其体重的有效载荷。一只蜜蜂体重0.00025磅,即113毫克。)

UW研究小组设计了一种传感器“背包”,重达102毫克,相当于七粒大米的重量。

“我们决定使用大黄蜂,因为它们足够大,可以携带一个小电池,可以为我们的系统提供动力,”UW电气和计算机工程系的博士生Iyer说。

不像人造无人机,蜜蜂可以飞行数小时,也可以感知电子物体无法感知的东西,库拉塔说。

他说:“有了无人机,你就会随意地四处飞行,而蜜蜂会被特定的东西吸引,比如它喜欢授粉的植物。除了了解环境之外,你还能学到很多关于蜜蜂行为的知识。”

今年9月,UW研究小组计划在ACM MobiCom 2019展示他们的研究结果。ACM MobiCom是一个致力于应对移动计算以及无线和移动网络领域挑战的国际论坛。

这并不是该小组第一次公布一种用于飞行中的昆虫的方法。依靠UW的资金,他们在去年5月公布了机器人Fly一种由不可见的激光束驱动的机器人昆虫,它指向一个光伏电池,它附着在机器人上方,将激光转换成足够的电来操作它的翅膀。但是它的电池很小,到目前为止它能做的最多就是起飞和着陆。

尽管如此,工程师们并不打算放弃RoboFly,因为有许多有希望的应用-一只知更鸟能够处理那些活着的昆虫根本无法处理的问题。首先,RoboFly的飞行模式是可以控制的,这意味着,有一天,他们将能够嗅出气体泄漏,潜入植物下面探测害虫和疾病,并溜进很小的空间寻找灾难幸存者。

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跟着嗡嗡声

然而,对于生活来说,现实就在这里。为了跟踪蜜蜂,UW的研究人员建立了多个天线,在特定区域广播来自基站的信号。蜜蜂背包中的接收器利用信号的强度和蜜蜂与基站之间的角度差来三角定位昆虫的位置。

“为了测试定位系统,我们在足球场上做了一个实验,”艾伦学院的博士生王说。“我们在场地的一侧设置了四个天线,然后我们让一只蜜蜂带着背包在一个罐子里飞来飞去,我们离开了天线。只要蜜蜂的位置在80米以内,大约是足球场长度的四分之三,我们就能探测到蜜蜂的位置。”

由于蜜蜂几乎总是在距离蜂巢100米以内飞行,所以这并不是什么问题。

UW的工程师相信他们的传感器会有所帮助。“有了传感器,我们现在可以了解蜜蜂在野外的行为,”Gollakota说。“我们可以理解为什么这些蜜蜂要灭绝了。现在我们可以用鸟瞰的眼光来观察蜜蜂的感受和感觉。


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