物联网开发

蜜蜂的社会行为适用于物联网系统

字号+ 作者:John Candish、Willia 来源:物联之家网 2018-10-23 23:03

蜜蜂使用信息素和舞蹈动作在庞大的蜂群中安全有效地交流,物联网系统设计人员和管理人员可以从蜜蜂身上学到很多东西。


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译:骄阳


蜜蜂使用信息素和舞蹈动作在庞大的蜂群中安全有效地交流,物联网系统设计人员和管理人员可以从蜜蜂身上学到很多东西。
 
物联网已经被用来增强养蜂效果。由于我们都是在物联网和移动解决方案领域从事工作的养蜂人,所以我们总是热衷于将两者结合起来。物联网技术对蜜蜂的明显好处在于远程监控蜂箱,减少了检查蜜蜂所花费的时间,也降低了它们的压力水平。然而,虽然物联网可以改善我们照顾蜜蜂的方式,但蜜蜂自己也有很多东西可以教我们如何改善物联网。
 
当我们努力建设智慧城市,并提升技术的相互作用和我们生活方式到“下一个层次”时,值得思考的是,大自然长期以来如何通过让每只蜜蜂与其他群体“连接”并共同生活的。
 
蜜蜂作为超级有机体:系统
 
蜜蜂是迷人的生物。作为养蜂人,我们不断惊讶于蜜蜂群体如何表现为单一的社会结构。可以说,蜜蜂群实际上是一种超级有机体,有机体可能看起来像是一种动物,但它实际上是不同类型(或种姓)细胞的大量集合。超级有机体的关键定义是一个群居动物的社会单元,在这个社会单元中,分工高度明确,个体无法长时间独立生存。
 
物联网设备网络的行为与蜂群非常相似。事实上,我们可以从大自然的超级生物中学到很多东西,蜂群可以教会我们如何改进物联网网络的设计和管理,蜂巢可以被认为是一个真正相互联系的城市。成千上万只蜜蜂在一平方米的巢穴中堆积得很好,所有蜜蜂都在共同保护和清洁蜂巢,收集和储存食物,并抚养幼蜂。蜂群的生存密度与生存焦点——牺牲个体——可能不是我们想要学习的东西。整个蜂巢的沟通水平值得钦佩。
 
在生物体中,虽然细胞具有相同的DNA,但它们却非常专业化,可以执行不同任务。一种社会性昆虫,如意大利蜜蜂,非常符合超级有机体标准。个体生物体具有激素来组织身体过程,而蜜蜂使用与激素具有相同作用的信息素,信息素是将信息从一个生物体传递到另一个生物体的化学物质。在蜜蜂群体的社会结构中,信息素在蜜蜂的整个生命周期中被用来吸引雄蜂到蜂王身边,并描绘蜜蜂幼虫发育的每个阶段,还可以区分不同种类的蜜蜂——工蜂、雄蜂和蜂王——以及刺激蜂巢中的活动,作为帮助蜜蜂识别家园(蜂巢)的标记。蜜蜂利用信息素快速传播信息,提醒其他蜜蜂注意攻击,这将使成千上万的蜜蜂从被动变为主动。
 
信息素和智慧城市
 
在《化学通讯的神经生物学》一书的第5章中,作者指出,“蜜蜂信息素代表了社会昆虫间最先进的交流方式”。关于蜜蜂信息素的更多详细信息,请参考上面的链接。
 
从许多方面来说,智慧城市中物联网传感器的集合就像蜜蜂群体—— 一种超级有机体——具有许多不同类型的传感器,它们之间使用各种协议(信息素)在社区中相互通信(蜂巢) ,以实现一系列目的。
 
那么,我们可以从蜜蜂身上学到什么,我们如何将这些高效的沟通策略应用于物联网?
 
简单,安全和智能通信
 
简单:蜜蜂的表达方式非常简单、明确,它们之间的交流是通过舞蹈进行的。假如花源位于附近,例如是在50公尺的范围,侦察蜂就会在蜂巢上跳出圆形舞蹈;假如新发现的花蜜或花粉位置偏远,侦察蜂便会灵巧地改变舞姿,跳出“8字”舞蹈,特点是在“8字”的交界有断断续续的舞步。
 
侦察蜂的每一个舞步,对其他蜜蜂来说都有意思。侦察蜂在指定时间的转圈次数和摆腹动作,表示花源的距离,腹部摆动得越慢,表示距离越远;侦察蜂在“8字”交界的舞步方向和角度,表示花源的方向;假如它笔直向上跳出舞步,其他蜜蜂便知道要朝太阳方向寻找花源;假如她笔直向下跳出舞步,它们便知道要朝太阳相反方向飞行。
 
安全:信息素是蜜蜂安全通信的关键。编码化学物质的精确平衡验证了蜂箱内外的重要通信,例如,蜂王有非常精确的化学信号,蜂群将会知道它们的蜂王是否在这个基础上出现,并且它们可以迅速发现冒名顶替者。
 
智能通信:蜂巢中有成千上万只蜜蜂,它们有多种食物来源和潜在威胁,但它们之间沟通交流的误解却很少,实现这种沟通准确性的关键是蜜蜂只交流必要信息,它们会对信息进行整理分类,并且只沿着与蜂巢其他部分相关的方向前进。每只蜜蜂都专注于自己的任务,它们努力工作,确保蜂巢的整体健康。蜜蜂在觅食时具有经济悟性,蜜蜂飞行对蜜蜂来说非常宝贵,它们不会在不必要的地方长途采集,因此,当蜜蜂交流好花蜜的位置时,距离是它们主要的考虑因素。
 
物联网可以从蜜蜂身上学到什么
 
通过保持连接简单、安全和智能,我们也可以成功连接我们周围的世界,我们更可以避开让生活变得复杂的陷阱。
 
同样值得注意的是,虽然蜂巢有一个蜂王,但事实上蜂巢是民主的,工蜂决定什么时候更换新蜂王,而且它们对更换蜂王没有任何顾虑。人类花了很长时间来复制这种政府模式,不过看起来还是蜜蜂一直领先于我们。



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