バックパックを背負ったミツバチ？ブヨサイズのシステムが昆虫の大群をセンサーネットワークに変える
アラン・ボイル著
（ワシントン大学 YouTube より）
背中に小さな電子機器を取り付けたミツバチは、研究者にとっては夢の実現のように聞こえるかもしれないが、SF小説家にとっては悪夢の実現のようにも聞こえる。
ワシントン大学ポール・G・アレン・コンピュータサイエンス・エンジニアリング学部の准教授、シャム・ゴラコタ氏は楽観的な見方をしています。彼とワシントン大学の同僚たちは、マルハナバチが背負えるほどの小型バックパックに環境センサーを詰め込む方法を発見しました。
UW チームが「リビング IoT」と呼ぶこのアプローチは、人間が作ったドローンに比べて大きな利点をもたらします。
「ドローンは10分か20分ほど飛行すると再び充電が必要になりますが、私たちのミツバチは何時間もデータ収集できます」とゴラコタ氏は本日のニュースリリースで述べた。「ドローンの代わりに昆虫を使って、実際にこれらすべての計算とセンシングを行うことが可能であることを初めて実証しました。」
研究者らは本日、来年のACM MobiComカンファレンスに先立ち、その研究結果をオンラインで発表した。
ミツバチにセンサーが取り付けられるのは今回が初めてではありません。過去には、研究者が実験中にミツバチの動きを追跡するためにRFIDチップをミツバチに取り付けた例もあります。しかし、RFIDチップの性能には限界があり、マルハナバチが運べる重量にも限りがあります。ミツバチにGPS受信機を取り付ける？無理でしょう。
重量制限を回避するため、ワシントン大学の研究者たちは、小型アンテナ、低消費電力位置特定システム、センサー、そしてシステムに7時間電力を供給できるバッテリーを搭載した、異なるタイプの実験用パッケージを考案しました。パッケージ全体の重量はわずか102ミリグラムで、マルハナバチの背中に取り付けられるほど軽量です（バッテリー単体の重量は70ミリグラムでした）。
このミツバチバックパックは、位置情報を提供するためにGPSを使用しません。代わりに、位置特定システムは複数のアンテナから発信される無線信号を拾い、信号強度と送信角度の差を利用してミツバチの位置を三角測量します。
「位置特定システムをテストするために、サッカー場で実験を行いました」と、アレンスクールの博士課程学生で共著者のアンラン・ワン氏は述べた。「フィールドの片側に4本のアンテナを備えた基地局を設置し、バックパックを背負ったハチを瓶の中で飛び回らせ、アンテナから離しました。アンテナから80メートル、つまりサッカー場の約4分の3の長さ以内であれば、ハチの位置を特定することができました。」
バックパックには、ミツバチが採餌活動を行う際の温度、湿度、光量を追跡するセンサーも搭載されています。バックパックシステムには約30キロバイトのセンサーデータを保存できます。ミツバチが巣箱に戻ると、データは後方散乱アンテナシステムを介して無線でアップロードされ、バッテリーも無線で充電されます。
実験に使われた昆虫たちは、荷物の運搬役になることを気にしていないようだった。「私たちはこれらの生物の世話と取り扱いに関して、最良の方法に従いました」と、ワシントン大学電気・コンピュータ工学部の博士課程学生で、研究の共著者であるヴィクラム・アイヤー氏は述べた。
今後、研究者たちは、植物の健康状態に関する情報を農家にライブ配信できるカメラを搭載した、さらに高度なバックパックの開発を目指している。
「昆虫にセンサーシステムを搭載させることは、農場にとって有益となる可能性があります。なぜなら、ミツバチはドローンのような電子機器では感知できないものを感知できるからです」とゴラコタ氏は述べた。「ドローンだとただランダムに飛び回るだけですが、ミツバチは特定のもの、例えば受粉を希望する植物に引き寄せられるのです。」
「Living IoT: A Flying Wireless Platform on Live Insects」の著者には、Gollakota、Wang、Iyer の他に、Sawyer B. Fuller と Rajalakshmi Nandakumar もいます。
