تكنولوجيا الرادار الكهروإجهادية تتعقب عقل خلية النحل: لا تقتصر حياة النحلة على إنتاج العسل فحسب، بل يمكن أن تتضمن البحث عن منزل جديد أو الدفاع عن الخلية من الدخلاء. مثل هذه الهجرات والمعارك الإقليمية يمكن أن تؤثر على إمدادات العسل، وبالتالي بالنسبة لمربي النحل. لكن تتبع هذه الأحداث يمكن أن يكون صعبًا دون الحفاظ على وجود دائم. تكنولوجيا الرادار الكهروإجهادية تتعقب عقل خلية النحل
من أجل مراقبة النحل بشكل أفضل عن بعد، سعى مربي نحل عادي ومهندس متمرس إلى إنشاء نظام مراقبة جديد منخفض التكلفة يستخدم الموجات الصوتية لتتبع نشاط النحل خارج الخلية، مع استخدام قياسات الاهتزازات لتتبع النشاط داخل الخلية. تم وصف الحل الجديد في دراسة نُشرت الشهر الماضي في IEEE Sensors Letters .
منذ حوالي عشر سنوات، انتقل هربرت أومان إلى مزرعة في ولاية ماين، وعرض أحد الجيران وضع خلية نحل في بستان التفاح الخاص به للمساعدة في التلقيح.
يقول أومان: “كوني جديدًا في تربية النحل ولا أرغب في أن أتعرض للسع، أبقي على مسافة محترمة من خلية النحل”.
ولكن بصفته شخصًا يعمل غالبًا في مكتبه بالمنزل، أراد أومان طريقة لمراقبة خلايا النحل عن بُعد. ويقول إن هناك فترتان حرجتان قد يرغب فيهما مربي النحل في أن يتم تنبيهه إلى نشاط النحل، حتى يتمكن من التدخل – الاحتشاد والسرقة.
تحدث أحداث الاحتشاد عندما يترك نصف عدد النحل تقريبًا داخل خلية النحل لتأسيس مستعمرة جديدة. في حالة جنون سريع، يشكل سرب النحل الهارب في البداية عنقودًا ضيقًا خارج الخلية – غالبًا لفترة وجيزة جدًا – قبل أن يطير إلى وجهته النهائية. يجب أن يتحرك النحالون بسرعة، لئلا يفقد النحالون نحلهم – وبالتالي إمدادهم بالعسل.
أثناء حدث السرقة، يهاجم النحل من خلية أقوى من خلية أضعف، ويسرق عسله. يمكن لمربي النحل المساعدة عن طريق إغلاق مدخل الخلية. يقول أومان: “إذا لم يتدخل مربي النحل، فسيتم تنظيف الخلية الأضعف من كل العسل في غضون أيام”.
قضى أومان عقودًا في العمل كمهندس رادار في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، لذلك كان من الطبيعي أن يتساءل عن استخدام الرادار لمراقبة النحل. “منذ أن أمضيت حياتي المهنية في بناء أنظمة الرادار لتتبع الأهداف الصغيرة، اعتقدت أنه يمكنني استخدام رادار منخفض الطاقة لمراقبة النحل من على بعد عشرة أقدام تقريبًا. يقول. “بشكل مثير للدهشة، يمكن تحويل الإشارات التي يلتقطها الرادار إلى إشارة صوتية تبدو تمامًا مثل الإشارة التي قد تسمعها وهي تقف بجوار خلية النحل.” قرر الجمع بين مستشعر رادار 24 جيجاهيرتز دوبلر ومحول طاقة كهرضغطية.
في حين أن محول الطاقة الكهروإجهادي يواجه داخل الخلية، لرصد طقطقة اهتزاز الآلاف من النحل الصغير في الداخل، يتجه مستشعر الرادار إلى الخارج، لمراقبة مجيء وخروج النحل بالقرب من مدخل الخلية. يُطلق على النظام اسم يانوس، على اسم إله الأساطير الرومانية الذي عادة ما يتم تصويره بوجهين، أحدهما يتطلع إلى الأمام والآخر ينظر إلى الخلف. يتم توصيل المستشعرات بمعالج دقيق، والذي يرسل البيانات لاسلكيًا إلى الكمبيوتر المحمول الخاص بـ Aumann.
بعد ذلك، ابتكر Aumann سيناريو يمكنه من خلاله اختبار النظام. عادة، سيلاحظ النحالون اليقظون عندما تزدحم الخلية، وسيقومون بتقسيم الخلية بشكل استباقي. يقول أومان: “في انتهاك للتربية الجيدة للنحل، لم أقوم بتقسيم خلية واحدة”. “وبالفعل، تدفقوا – خمس مرات!”
عند تلقي التنبيهات، كان قادرًا على منع حدوث التجمهر أربع مرات من أصل خمس مرات. (في إحدى المرات، حدث الاحتشاد أثناء غدائه وانتهى بحلول الوقت الذي وصل فيه إلى الموقع.) وتجدر الإشارة إلى أن بعض الإنذارات الكاذبة حدثت عندما استخدم مستشعر الرادار فقط، لكن البيانات الاهتزازية تساعد في التأكد بشكل أفضل عندما حدث حشد حقيقي. تحدث.
بينما توجد أنظمة مراقبة فيديو لخلايا النحل، يقول Aumann إنها تميل إلى أن تكون باهظة الثمن. يقول: “لقد أظهرنا أن أداء مستشعر الرادار يعادل أداء شاشة الفيديو التجارية، ولكنه أقل تكلفة بكثير وأقل تدخلاً”.
في إطار متابعة تسويق Janus، أنشأ Aumann شركة ناشئة (MaineBiosensors LLC) وقدم براءة اختراع من خلال جامعة مين (حيث يعمل حاليًا أستاذًا مساعدًا في الهندسة الكهربائيةوهندسة الحاسبات ). لتحسين النظام، يريد معايرته بشكل أفضل لمراعاة العوامل البيئية المختلفة، والتي تؤثر بشدة على نشاط النحل. يأمل أيضًا في تكييف النظام الأساسي بحيث يمكن توصيله بالإنترنت والتطبيقات.