在研究方面，蜜蜂是出了名的挑剔。研究仪器和条件，甚至是不熟悉的气味都会扰乱群体的行为。现在，来自EPFL 工程学院和计算机与通信科学学院的移动机器人系统小组以及奥地利格拉茨大学的Hiveopolis项目的联合研究小组开发了一种机器人系统，可以不显眼地内置到标准蜜蜂的框架中蜂巢。
(资料图)
该系统由一系列热传感器和执行器组成，通过局部温度变化测量和调节蜜蜂的行为。
“蜜蜂社会的许多规则——从集体和个人的互动到养育健康的后代——都受温度调节，所以我们在这项研究中利用了这一点，”EPFL 博士生拉斐尔巴尔马克解释说，他是最近发表在该系统上的一篇论文的第一作者科学机器人学。“热传感器创建了蜜蜂集体行为的快照，而执行器允许我们通过调节热场来影响它们的运动。”
“以前对蜜蜂在冬季热行为的研究依赖于观察蜜蜂或操纵外部温度，”格拉茨大学的 Martin Stefanec 补充道。“我们的机器人系统使我们能够从集群内部改变温度，模拟那里核心蜜蜂的加热行为，并使我们能够研究冬季集群如何主动调节其温度。”
一种“生物杂交超有机体”以减轻菌落崩溃
蜂群在冬天很难研究，因为它们对寒冷很敏感，打开蜂箱除了影响它们的行为外，还有伤害它们的风险。但多亏了研究人员的生物相容机器人系统，他们能够在冬季研究位于格拉茨大学人工生命实验室的三个实验蜂箱，并从 EPFL 远程控制它们。在该设备内部，一个中央处理器协调传感器，向执行器发送命令，并将数据传输给科学家，证明该系统可用于研究蜜蜂而无需入侵 - 甚至不需要摄像头。
移动机器人系统集团负责人 Francesco Mondada 解释说，该系统最重要的方面之一——他称之为“生物混合超有机体”，因为它结合了机器人技术和一群作为生命实体的个体——是它能够同时观察和观察影响蜜蜂行为。
“通过收集有关蜜蜂位置的数据并在蜂巢中创造更温暖的区域，我们能够鼓励它们以在冬天通常不会在自然界中进行的方式四处移动，因为那时它们往往会挤在一起以节省能量。这使我们有可能代表一个群体采取行动，例如将其引向食物来源，或阻止其分裂成可能威胁其生存的太小群体。”
科学家们能够通过致动器分配热能来延长蜂群在蜂后死亡后的存活时间。该系统减轻蜂群崩溃的能力可能会对蜜蜂的生存能力产生影响，随着传粉媒介的全球数量下降，蜜蜂的生存能力已成为一个日益严重的环境和粮食安全问题。
前所未见的行为
除了支持蜂群的潜力外，该系统还揭示了从未被观察到的蜜蜂行为，为生物学研究开辟了新途径。
“我们的系统产生的局部热刺激揭示了以前未报告的动态，这些动态正在产生令人兴奋的新问题和假设，”EPFL 博士后研究员和通讯作者 Rob Mills 说。“例如，目前，没有模型可以解释为什么我们能够鼓励蜜蜂穿越蜂巢内的一些低温‘山谷’。”
研究人员现在计划在夏季使用该系统研究蜜蜂，这是养育幼蜂的关键时期。与此同时，移动机器人系统组正在探索使用振动路径与蜜蜂互动的系统。
“这项工作的生物学接受方面至关重要：蜜蜂接受将电子设备集成到蜂巢这一事实为我们的设备提供了用于不同科学或农业应用的巨大潜力，”Mondada 说。
资金
这项工作得到了欧盟 H2020 FET 项目 HIVEOPOLIS(编号 824069)的支持，该项目由 Thomas Schmickl 和格拉茨大学的卓越领域 COLIBRI(基础研究和创新中的生命复杂性)协调。
关键词：
