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    蜜蜂應用于物聯網系統的社會行為

    2020-05-25 10:13:19  來源:今日頭條

    摘要:蜜蜂利用信息素和簡單的手勢在蜂群中安全有效地交流。物聯網系統的設計者和管理者有很多東西要向大黃蜂學習。
    關鍵詞: 蜜蜂應用 物聯網
      蜜蜂利用信息素和簡單的手勢在蜂群中安全有效地交流。物聯網系統的設計者和管理者有很多東西要向大黃蜂學習。
     
      物聯網在提高養蜂性能方面發揮了巨大的作用。物聯網技術對蜜蜂的顯著好處在于遠程監控蜂箱,減少檢查蜜蜂的時間。雖然物聯網可以改善我們對蜜蜂的照顧方式,但蜜蜂本身也有很多東西可以教我們如何改善物聯網。
     
      當我們努力建設相互連接的城市,將技術的相互作用和我們的生活方式提升到下一個層次時,值得考慮的是,大自然長期以來一直在做類似的事情,使每一只蜜蜂都能連接它們的殖民地的其他部分,從而繁榮地生活在一起。
     
      蜜蜂作為超有機體:系統體系
     
      蜜蜂是一種迷人的生物。我們一直驚訝于蜜蜂群落作為一個單一的社會結構的表現。可以說,蜜蜂群落實際上是一個超有機體。一個有機體可能看起來是一個單一的動物,但實際上它是一個不同類型細胞的巨大集合。超有機體的關鍵定義是一個由真社會動物組成的社會單位,在這個單位內,勞動分工是高度專業化的,個體無法獨立生存。這個定義確實描述了一個蜜蜂群落。
     
      物聯網設備網絡的行為非常像蜂群。實際上,我們可以從自然界的超級生物中學到很多東西。蜂群可以教會我們如何改善物聯網網絡的設計和管理。蜂箱可以被認為是一個真正的互聯城市。成千上萬只蜜蜂裝在一個不到一平方米的井中,所有蜜蜂共同發揮作用,以保護和清潔蜂箱,收集和儲存食物以及撫養幼蟲。生活密度和純粹性專注于蜂巢的生存(這是以犧牲個人為代價的),這可能不是我們想要復制的東西。整個配置單元之間的通信水平值得贊賞。
     
      在有機體中,雖然細胞具有相同的DNA,但它們也非常特殊。它們執行不同的功能。蜜蜂等群居昆蟲很好地滿足了超有機體的標準。個體有機體具有組織身體過程的激素。蜜蜂使用的信息素與荷爾蒙的作用相同。信息素是將信息從一個完整的有機體傳遞到另一個有機體的化學物質。在蜜蜂群落的社會結構中,信息素在蜜蜂的整個生命周期中都被用來吸引雄蜂到處女蜂后,并描繪出蜂巢發育的每個階段。Pheremones還可以區分工蜂與雄蜂和蜂王的不同種姓,以及刺激蜂巢的活動,作為幫助蜜蜂識別家園的標記。蜜蜂利用信息素迅速傳播信息,提醒其他蜜蜂注意攻擊,從而使成千上萬的蜜蜂從被動變成攻擊。所有養蜂人都能證明這種信息傳遞的速度和效果。
     
      信息素(Pheremones)和智慧城市
     
      在《化學交流的神經生物學》(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK200983/)一書的第5章中,作者指出:“蜜蜂信息素代表了社交昆蟲之間最先進的交流方式之一。有關蜜蜂信息素的更多詳細信息,請參閱上面的鏈接,因為這本書令人著迷。
     
      在許多方面,智慧城市中互連的IoT傳感器的集合就像蜜蜂的殖民地(一個超生物),具有許多不同類型(或種姓)的傳感器,它們都使用作為社區的各種協議(信息素)在彼此之間進行通信(蜂巢) )以實現一組目標。
     
      那么,我們可以從蜜蜂中學到什么,以及如何將這些高效的通信策略應用于物聯網?
     
      簡單、安全和智能通信
     
      簡單性:蜜蜂的詞匯非常清晰。 舞蹈是蜜蜂使用的一種綜合交流方式。 位置是根據方位和距離來傳達的。蜜蜂可以飛行4英里。它們在此距離上覆蓋的地形可能非常復雜且變化多端,尤其是對于一只小蜜蜂而言。但是,只有方位和距離是相關的,而這些都是通過蜜蜂的搖擺舞和振動的角度傳達的。
     
      搖擺舞是一種簡單但高效的交流方式,蜜蜂可以通過這種方式告訴蜂巢中的其他蜜蜂最佳食物來源。采取一種非常簡單的方法來衡量食物的不同報告。蜜蜂在覓食地點跳動的次數越多,假定的供給量就越大。
     
      安全性:信息素是蜜蜂安全通信的關鍵。編碼化學品的精確平衡驗證了重要的蜂巢內和蜂巢之間的交流。例如,蜂王將具有非常精確的化學信號。一個配置單元會知道在此基礎上是否存在其蜂王,并且它們可以迅速發現冒名頂替者。
     
      聰明的交流:蜂巢中有成千上萬的蜜蜂,多種食物來源,潛在的威脅以及從卵到孵化的生命周期,潛在的交流障礙可能很大,但很少有實際的誤解。 達到這種交流準確性的關鍵是蜜蜂只交流必要的東西。它們進行梳理,并且僅沿著與蜂巢其余部分相關的事物前進。每只蜜蜂都專注于自己的任務。他們會勤奮地執行,以確保蜂巢的整體健康。例如,蜜蜂在覓食時在經濟上很精明。蜜蜂的飛行最終對蜜蜂來說代價高昂,覓食者也不會不必要地長距離收集。因此,當蜜蜂交流好的食物位置時,距離是一個主要因素。
     
      物聯網可以從蜜蜂身上收獲什么
     
      通過保持簡單、安全和智能的連接,我們也可以成功地連接我們周圍的世界。我們可以避免讓生活變得不必要的復雜的陷阱。
     
      值得注意的是,雖然蜂箱有女王,但事實上蜂箱是民主的。是工人們決定什么時候該選新皇后。他們不為取代女王感到內疚。人類復制這種政府模式花了很長時間。看來蜜蜂一直在我們前面。

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