蜜蜂的社会行为适用于物联网系统

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.

来源: http://iot.51cto.com/art/201810/585570.htm