高性能バックパックを背負ったマルハナバチが、生きたデータ収集プラットフォームとして機能

A bumblebee flies beyond lavender blossoms in Vienna, Austria June 17, 2018. REUTERS/Lisi Niesner - RC120CA4EBD0
The backpacks will help researchers collect data.Image: REUTERS/Lisi Niesner
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多くの研究が進められており、 小型ドローン、しかしその多くの難しい点の一つは、実用的な時間にわたって空中に留めておくことです。すでに一日中飛び続けている存在に便乗させてはどうでしょうか。これは、センサーを内蔵したバックパックをマルハナバチに取り付けるという本プロジェクトの発想に基づいています。このバックパックは無線で充電され、訪れた畑のデータを収集します。

こうしたサイバー・バチの巣が一つあれば、気温や湿度を確認し、作物の腐敗やストレスの兆候を監視することで、畑の健康状態のモニタリングに役立つ可能性があります。現在、こうした作業の多くは手作業で行われており、ドローンもこの作業に投入されつつありますが、ハチがすでにそこにいるのであれば、作業を手伝ってもらってはどうでしょうか。

Image: Mark Stone

「Living IoT」バックパックは、電子部品と小型バッテリーを搭載した小さな薄片で、ワシントン大学のShyam Gollakottaが率いる技術者チームが設計しました。同氏は、この研究が不器用でふわふわした生き物の特性をある程度活用しているものの、「ケアとハンドリングに関する最善の方法に従う」よう慎重を期したと、すぐに付け加えています。

その一環として、バックパックの質量を最小限に抑えています。ハチや他の昆虫の背中にRFIDアンテナなどを取り付けた実験は他にもありましたが、本研究ははるかに高度なものです。

ワシントン大学のコンピュータ科学者と技術者は、マルハナバチに搭載できるほど小型のセンサーパッケージを開発しました。クレジット:Mark Stone/University of Washington Image: Mark Stone/University of Washington

このチップはセンサーと一体型バッテリーを搭載し、途切れることなく7時間稼働できる一方で、重さはわずか102ミリグラムです。比較として、成虫のマルハナバチの重さは、その2倍から6倍程度になり得ます。

マルハナバチは、優雅とは言えないものの力強く飛ぶことができ、巣に戻る際には体重の4分の3に相当する花粉や蜜を運ぶことができます。そのため、バックパックは決して目立たないわけではありませんが、それでもハチの能力の範囲内に十分収まります。もちろん、チームはまず事情に詳しい生物学者に確認しました。

「私たちは、ドローンの代わりに昆虫を使って、これらすべての計算とセンシングを実際に行うことが可能であることを初めて示しました」と、ワシントン大学のニュースリリースでGollakottaは説明しています。「マルハナバチを使うことにした理由は、システムに電力を供給できる小型バッテリーを搭載できるほど大きく、毎晩巣に戻るため、そこでバッテリーを無線で充電できるからです。」

Image: Mark Stone - University of Washington

バックパックは、近くのアンテナからの信号強度の変化を受動的に監視することで位置を追跡でき、その範囲は約80メートルに及びます。収集されたデータは、ハチが巣にいる間に、Gollakottaが他のプロジェクトでも使用してきたエネルギー効率の高い後方散乱方式で転送されます。

用途は多岐にわたりますが、当然ながら、ハチが通常の活動を行う中で観測できる範囲に限られます。ハチ自身の健康維持にさえ役立つ可能性があります。ハチ自身を健康に保つことです。

「ハチが農場の一つの地域を好み、他の地域をあまり訪れないかどうかを確かめるのは興味深いでしょう」と共著者のSawyer Fullerは述べています。「あるいは、特定の地域で何が起きているかを知りたい場合は、バックパックに『ハチたちよ、この場所を訪れたら気温を測定せよ』とプログラムすることもできます。」

もちろん現時点ではまだプロトタイプの段階ですが、近い将来、農家がこの技術を導入する様子は容易に想像できます。あるいは、より不吉な形で、重要な会話の近くの壁にハチを留めておきたい三文字機関によって利用される可能性もあります。チームは成果(PDF)を発表する計画で、来年のACM MobiCom会議で発表することを予定しています。

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