3D打印智能蜂巢助力生態(tài)養(yǎng)蜂

導(dǎo)讀：BeeHero公司利用Shapeways提供的3D打印技術(shù)來(lái)制造智能蜂巢，用以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)蜂巢動(dòng)態(tài)，便于保持蜜蜂的健康并提供精確授粉服務(wù)。

△智能蜂巢

“采得百花成蜜后，為誰(shuí)辛苦為誰(shuí)甜“，蜜蜂在人們的印象當(dāng)中都是辛勤勞作者的形象出現(xiàn)。關(guān)于蜜蜂也有很多有趣的知識(shí)，例如它們有四個(gè)翅膀，所有的工蜂都是雌性，它們可以利用太陽(yáng)定位每天航行幾英里之遠(yuǎn)。然而就是這樣一個(gè)勤勞的物種如今也面臨著各種嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。由于氣候變化、作物多樣性的減少和棲息地的喪失，每年有數(shù)十億只此類(lèi)昆蟲(chóng)死亡，而我們同時(shí)還要了解到的是世界上三分之一的糧食生產(chǎn)需要依賴于昆蟲(chóng)。

隨著地球人口的不斷增加，授粉動(dòng)物的重要性也在增加，而伴隨著的是蜜蜂的死亡率也在增加。這導(dǎo)致聯(lián)合國(guó)將5月20日定為世界蜜蜂日，以提高人們對(duì)蜜蜂重要性的認(rèn)識(shí)。此外，南極熊也了解到有一家名為BeeHero的公司將幾代人的養(yǎng)蜂經(jīng)驗(yàn)與最新技術(shù)相結(jié)合，以維持健康的蜂群繁衍，確保為農(nóng)作物有效授粉。迄今為止，BeeHero已經(jīng)在5萬(wàn)多個(gè)蜂箱上部署了智能技術(shù)，幫助為540億朵花和300萬(wàn)棵樹(shù)授粉。當(dāng)然，這家公司的早期成功離不開(kāi)3D打印技術(shù)的出現(xiàn)。

BeeHero首席執(zhí)行官OmerDavidi表示：" BeeHero為市場(chǎng)帶來(lái)的是為農(nóng)民提供的精確授粉服務(wù)，以及為養(yǎng)蜂人提供智能蜂巢裝置。智能蜂巢的工作原理是將安裝在3D打印外殼內(nèi)的傳感器放入蜂巢，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)蜂王和蜂群的健康、巢內(nèi)壓力等，以降低死亡率。“

作為一家創(chuàng)業(yè)公司需要快速發(fā)展，然而在采取像傳統(tǒng)制模這種工藝時(shí)需要提前六到八周計(jì)劃，這是是相當(dāng)棘手的。因此BeeHero最初便將3D打印技術(shù)用于原型設(shè)計(jì)，很快就進(jìn)入了生產(chǎn)階段。利用Shapeways的選擇性激光燒結(jié)技術(shù)，用尼龍材料打印傳感器外殼，選擇這種材料是因?yàn)樗�具有生物相容性。雖然3D打印這些部件的成本實(shí)際上高于用傳統(tǒng)方法制造它們，但BeeHero有充分的理由走AM路線。正如Davidi解釋的那樣："這永遠(yuǎn)不是最終產(chǎn)品，有很多變化需要一直做下去。如果你從單位的成本來(lái)看，模具可能更便宜，但一直改變模具的成本是相當(dāng)昂貴的。當(dāng)你承認(rèn)變化的成本將花費(fèi)巨額的這一事實(shí)時(shí)，以這種模式工作可能更好。“

△BeeHero的智能蜂巢傳感器

在加入BeeHero之前，Davidi在網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域工作了10年，在遇到Itai Kanot之后，他進(jìn)入了農(nóng)業(yè)領(lǐng)域。Itai Kanot是第二代商業(yè)養(yǎng)蜂人，其家族擁有以色列最大的蜜蜂農(nóng)場(chǎng)。在與Kanot多次討論養(yǎng)蜂人和農(nóng)民所面臨的挑戰(zhàn)后，Davidi和Kanot成立了一家能夠解決這些問(wèn)題的公司，前者擔(dān)任首席執(zhí)行官，后者擔(dān)任首席運(yùn)營(yíng)官。

這個(gè)想法很簡(jiǎn)單，為了確保蜂群不會(huì)丟失，并有效地部署蜂巢以最大限度地增加花朵被授粉的數(shù)量。這個(gè)過(guò)程中他們需要更多地了解蜜蜂的健康和行為，Davidi解釋說(shuō)："我們過(guò)去測(cè)試的是，我們?cè)诜淙旱闹行牡貛�如何向蜂巢�?nèi)發(fā)送特定信息，以及收集聲音、溫度、濕度、磁場(chǎng)等數(shù)據(jù)。同時(shí)將蜂巢能設(shè)置為智能模式，以便在蜂王處于危險(xiǎn)之中或螨蟲(chóng)較多的時(shí)候發(fā)出警報(bào)。在這種環(huán)境中是相當(dāng)具有挑戰(zhàn)性的，因此這需要養(yǎng)蜂人的參與。在試驗(yàn)中，蜜蜂曾吃掉我們放在那里的東西，或者蜜蜂并把認(rèn)為是威脅的東西覆蓋起來(lái)，這就與外界斷絕了聯(lián)系。將這種外部機(jī)構(gòu)引入到一個(gè)生物群體中，確實(shí)有很多方面需要解決。"

△BeeHero傳感器外殼

但Davidi表示在這個(gè)過(guò)程中，BeeHero團(tuán)隊(duì)也鍛煉了快速解決不同難題的能力，例如調(diào)整設(shè)計(jì)特征和打印新的迭代產(chǎn)品。公司試驗(yàn)的初始階段開(kāi)始階段是將嵌入麥克風(fēng)和傳感器的電線放入蜂巢，這很有效，但不可能成為商業(yè)化的東西。在安裝了傳感器后，他們開(kāi)始使用一個(gè)大型的設(shè)備，并分割了蜂巢的核心——蜂王產(chǎn)卵的地方，據(jù)說(shuō)這會(huì)影響蜂巢的自然行為。

隨后，BeeHero公司解決了這些問(wèn)題，并設(shè)計(jì)了一個(gè)圓形裝置，它可以放在框架的頂部，足夠堅(jiān)固，可以承受任何磨損，即插即用。因此BeeHero公司不需要每個(gè)地方安裝裝置，也不會(huì)傷害蜜蜂或蜂巢。在測(cè)試了各種設(shè)計(jì)和材料，監(jiān)測(cè)每一種變化對(duì)感應(yīng)技術(shù)的影響以及是否會(huì)干擾蜜蜂之后，BeeHero公司才決定采用尼龍材料，進(jìn)而走到了如今的生產(chǎn)模式。

Davidi說(shuō)："我們?cè)斐龀善泛�，把它放入蜂巢后并持續(xù)跟蹤監(jiān)測(cè)，就可以確定蜜蜂是否以一種敵對(duì)的方式作出反應(yīng)。只要蜂群內(nèi)部有真正的問(wèn)題，它們就會(huì)作出反應(yīng)。我們很快就發(fā)現(xiàn)，用我們的產(chǎn)品情況并非如此。從生物學(xué)的角度來(lái)看，每當(dāng)蜜蜂認(rèn)為某些東西對(duì)蜂群構(gòu)成威脅時(shí)，它們的反應(yīng)非�？�。通常它們處理外部入侵者的最佳方式是用蜂膠覆蓋，而我們沒(méi)有看到蜜蜂對(duì)這種材料有任何此類(lèi)行為�！�

BeeHero公司已經(jīng)與Shapeways一起完成了項(xiàng)目的后原型設(shè)計(jì)階段，Kanot之前曾使用過(guò)這項(xiàng)服務(wù)。Shapeways將其制造專長(zhǎng)部署到智能蜂巢產(chǎn)品中，能夠?yàn)?D打印優(yōu)化設(shè)計(jì)，并使用選擇性激光燒結(jié)技術(shù)投入生產(chǎn)。

Shapeways首席執(zhí)行官M(fèi)ikoLevy回憶說(shuō)："他們帶著幾乎是成品的產(chǎn)品來(lái)找我們。當(dāng)我們測(cè)試它時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)它沒(méi)有為3D打印產(chǎn)品進(jìn)行優(yōu)化，所以我們的用戶應(yīng)用團(tuán)隊(duì)與BeeHero的設(shè)計(jì)師一起做了一些更多的迭代來(lái)進(jìn)行對(duì)他進(jìn)行定型，這樣它就將以一種好的方式持續(xù)工作下去。我認(rèn)為用于SLS這種多功能塑料很棒，最終的結(jié)果也是令人滿意的。我們?cè)诤芏痰臅r(shí)間內(nèi)生產(chǎn)了幾萬(wàn)個(gè)零件，工廠夜以繼日地工作，以確保它按時(shí)發(fā)貨。“

這就是3D打印的優(yōu)勢(shì)，你可以在快速和短周期內(nèi)打印出工業(yè)級(jí)的產(chǎn)品，而不必?fù)?dān)心庫(kù)存供應(yīng)商的問(wèn)題。如果他們要注射模具，有幾十萬(wàn)件放在工廠里，那很明顯這不是正確的解決方案。

△安裝BeeHero的智能蜂巢設(shè)備

目前，Shapeways與BeeHero合作開(kāi)發(fā)的的3D打印智能設(shè)備正監(jiān)測(cè)數(shù)以萬(wàn)計(jì)的蜂巢，幫助數(shù)百萬(wàn)植物授粉。有了智能蜂巢，養(yǎng)蜂人可以獲得其蜂場(chǎng)表現(xiàn)和進(jìn)展的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，能夠遠(yuǎn)程監(jiān)控每個(gè)蜂巢，以便于規(guī)劃和管理蜂巢。他們還擁有一張地圖，可以將他們和他們的團(tuán)隊(duì)引向最需要關(guān)注的區(qū)域。對(duì)于BeeHero的農(nóng)戶來(lái)說(shuō)，這關(guān)系到確保蜂巢能夠活躍在正確的位置，以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)整個(gè)季節(jié)的授粉進(jìn)展。無(wú)論是藍(lán)莓、蘋(píng)果、腰果、杏仁還是其他糧食作物，BeeHero公司宣傳它的智能蜂巢技術(shù)在提升產(chǎn)量和利潤(rùn)方面都得到了明顯的進(jìn)步。

Davidi說(shuō)："我們不是在小規(guī)模的實(shí)驗(yàn)中展示影響力，而是部署了超過(guò)50,000個(gè)蜂巢，它是第四大授粉服務(wù)的提供者，這對(duì)農(nóng)戶來(lái)說(shuō)也是一種極大的改善。未來(lái)，我們希望最終能布置一百萬(wàn)個(gè)蜂箱。對(duì)于養(yǎng)蜂人，僅僅通過(guò)提醒養(yǎng)蜂人和及時(shí)解決現(xiàn)在的問(wèn)題，我們已經(jīng)看到蜜蜂死亡率下降了10-15%以上。如果你知道蜂群中的蜂王已經(jīng)死亡，并在接下來(lái)的兩三天內(nèi)去更換蜂王室，就可以拯救整個(gè)蜂群。如果你在不知道蜂王已經(jīng)死亡的情況下等待下一次去查看蜂群，那么可能就晚了。"

我們需要深刻認(rèn)識(shí)到的是，3D打印技術(shù)正在推動(dòng)BeeHero的智能蜂巢技術(shù)的應(yīng)用，這對(duì)所有人都是有利的，包括農(nóng)民、養(yǎng)蜂人和大自然。此外，BeeHero還在繼續(xù)著對(duì)蜜蜂行為和精確授粉的研究，以求進(jìn)一步探索監(jiān)測(cè)蜂群和樹(shù)木內(nèi)部的方法，將產(chǎn)品規(guī)模擴(kuò)大到數(shù)十萬(wàn)個(gè)單位，而不僅僅是數(shù)萬(wàn)個(gè)單位。毫無(wú)疑問(wèn)，在這樣做的同時(shí)也增加其對(duì)3D打印的應(yīng)用。

最后，南極熊想說(shuō)的是，BeeHero是一家了不起的公司，他們所做的是改變世界的事情。偉大也不單單只是在航天入海，星辰宇宙的格局上才談得上偉大，正如小小的蜜蜂，大大的生態(tài)，也許正是因?yàn)殛P(guān)注了我們生活中那些不起眼的事物，我們才可能去做成一件件偉大的成就