3Dプリントされたスマート蜂の巣が環境に優しい養蜂に役立つ

この投稿は warrior bear によって 2021-5-20 22:11 に最後に編集されました。

概要: BeeHero は Shapeways が提供する 3D 印刷技術を使用してスマートな蜂の巣を製造し、巣の動態をリアルタイムで監視し、ミツバチの健康を維持し、正確な受粉サービスを提供します。
△賢い蜂の巣「何百もの花から蜜を集めた後、誰が一生懸命働いて、誰がその甘さを楽しんでいるのか？」人々の印象では、ミツバチは働き者のように見えます。ミツバチには4枚の羽があり、働きバチはすべてメスで、太陽の光を使って方向を定め、1日に数マイル移動できるなど、ミツバチに関する興味深い事実も数多くあります。しかし、このように勤勉な種族でさえ、現在、さまざまな厳しい課題に直面しています。世界の食糧生産の3分の1が昆虫に依存している現在、気候変動、作物の多様性の減少、生息地の喪失により、毎年数十億匹の昆虫が死んでいる。
地球の人口が増加し続けるにつれて、花粉媒介者の重要性が増し、それに伴いミツバチの死亡率も増加しています。このため、国連はミツバチの重要性に対する認識を高めるために、5月20日を世界ミツバチの日と定めました。さらに、Antarctic Bear は、BeeHero という会社が何世代にもわたる養蜂の経験と最新のテクノロジーを組み合わせて、健康なミツバチのコロニーを維持し、作物の効果的な受粉を確実にしていることも知りました。現在までに、BeeHero は 50,000 以上の蜂の巣にスマートテクノロジーを導入し、540 億本の花と 300 万本の木の受粉に貢献しています。もちろん、同社の初期の成功は 3D プリント技術の出現と切り離せないものでした。
BeeHeroのCEO、オメル・ダビディ氏は次のように語った。「BeeHeroが市場に投入するのは、農家向けの精密受粉サービスと養蜂家向けのスマート巣箱デバイスです。スマート巣箱は、3Dプリントされた殻にセンサーを取り付けて巣箱内に設置し、女王蜂や蜂群の健康状態、巣箱内の圧力などをリアルタイムで監視して死亡率を低減します。」
スタートアップ企業としては迅速に行動する必要がありますが、従来の金型製作のようなプロセスで 6 ～ 8 週間前に計画を立てなければならない場合、これは困難です。そのため、BeeHero は最初にプロトタイプの設計に 3D プリント技術を使用し、すぐに生産段階に入りました。センサーハウジングは、生体適合性を考慮して選ばれた素材であるナイロンから、Shapeways の選択的レーザー焼結技術を使用して印刷されました。これらの部品を 3D プリントするコストは、実際には従来の方法で製造するよりも高くなりますが、BeeHero が AM ルートを採用したのには十分な理由がありました。 Davidi 氏は次のように説明しています。「最終製品は決して完成品ではなく、常に多くの変更が必要になります。ユニットあたりのコストで見ると、ツールは安価かもしれませんが、ツールを頻繁に変更するコストはかなり高くなります。変更のコストが莫大な額になるという事実を受け入れると、このモードで作業する方がおそらく良いでしょう。」
△BeeHeroのスマートハニカムセンサー

BeeHero に入社する前、Davidi 氏はサイバーセキュリティの分野で 10 年間勤務し、Itai Kanot 氏と出会ったことをきっかけに農業分野に進みました。イタイ・カノット氏は、イスラエル最大の養蜂場を家族が所有する2代目の商業養蜂家です。養蜂家や農家が直面している課題についてカノット氏と何度も話し合った後、ダビディ氏とカノット氏はこれらの問題に対処する会社を設立し、前者がCEO、後者がCOOを務めました。
アイデアはシンプルで、ミツバチのコロニーが失われないようにし、巣箱を効率的に配置して受粉される花の数を最大化するというものです。その過程で、ミツバチの健康状態や行動についてさらに学ぶ必要があるとダビディ氏は説明した。「私たちがこれまでテストしてきたのは、群れの中心から巣に特定の情報を送る方法と、音、温度、湿度、磁場などのデータを収集する方法です。同時に、巣をスマートモードに設定して、女王蜂が危険にさらされたり、ダニが増えたりしたときに警報を鳴らすことができます。この環境ではかなり難しいため、養蜂家の参加が必要です。実験では、ミツバチが私たちがそこに置いたものを食べたり、ミツバチが脅威だと思ったものを隠したりして、外界との接触を遮断しました。このような外部機関を生物のグループに導入する際には、対処しなければならない側面が本当にたくさんあります。」
△BeeHeroセンサーハウジングしかしDavidi氏は、このプロセスで、BeeHeroチームは設計機能の調整や新しい反復製品の印刷など、さまざまな問題を迅速に解決する能力も発揮したと語った。同社の実験の初期段階は、マイクロフォンとセンサーが埋め込まれたワイヤーを蜂の巣に入れることから始まったが、これはうまくいったものの、商業的に実現可能になる可能性は低い。センサーを設置した後、研究者たちは大型の装置を使い、女王蜂が卵を産む巣の中心部を区画分けし始めた。この区画分けは巣の自然な行動に影響を与えると言われている。
BeeHero はこれらの問題に対処し、フレームの上部に設置され、摩耗に耐えるほど頑丈で、プラグアンドプレイが可能な円形デバイスを設計しました。したがって、BeeHero はあらゆる場所にデバイスを設置する必要がなく、ミツバチや巣に害を与えることもありません。 BeeHero は、さまざまなデザインと素材をテストし、それぞれの変更が感知技術にどのような影響を与えるか、ミツバチに迷惑をかけるかどうかを監視した後、ナイロンを選択し、現在の生産モデルに至りました。
「完成品を作って巣箱に入れ、時間をかけて観察すると、ミツバチが敵対的に反応しているかどうかがわかります」とダビディ氏は言う。「コロニー内に本当に問題があれば、ミツバチは反応します。私たちの製品ではそうではないことがすぐにわかりました。生物学的な観点から言えば、ミツバチはコロニーにとって脅威となるものを感知すると、すぐに反応します。通常、外部からの侵入者に対処する最善の方法は、プロポリスで覆うことですが、この素材ではそのような行動はまったく見られませんでした。」
BeeHero は、Kanot 氏が以前から使用していたサービスである Shapeways を使用して、プロジェクトのポストプロトタイピング段階を完了しました。 Shapeways は、自社の製造専門知識を Smart Honeycomb 製品に投入し、3D プリント用に設計を最適化し、選択的レーザー焼結技術を使用して生産に投入しました。
「彼らはほぼ完成品を持って私たちのところに来ました」と Shapeways の CEO である Miko Levy 氏は振り返ります。「テストしたところ、3D プリントに最適化されていないことがわかったので、ユーザーアプリケーションチームは BeeHero のデザイナーと協力して、時間をかけてうまく機能するように最終調整を行いました。この汎用性の高いプラスチック、SLS を使用するのは素晴らしいと思いましたし、最終結果も素晴らしかったです。私たちは非常に短い時間で何万もの部品を製造し、工場は 24 時間体制で作業して、予定通りに出荷できるようにしました。」
これが 3D プリントの利点であり、在庫サプライヤーを気にすることなく、工業グレードの製品を高速かつ短いサイクルで印刷できます。射出成形して何十万個もの部品を工場に保管するとなると、これが正しい解決策ではないことは明らかでした。
△BeeHeroのスマート蜂の巣設備を設置。現在、ShapewaysとBeeHeroが開発した3Dプリントスマートデバイスは、数万個の蜂の巣を監視し、数百万個の植物の受粉を支援しています。スマート巣箱を使用すると、養蜂家は養蜂場のパフォーマンスと進捗状況に関するリアルタイムのデータを取得できるほか、各巣箱を遠隔で監視して計画と管理を容易にすることができます。また、最も注意が必要なエリアに彼らとチームを導く地図も持っています。 BeeHero の農家にとって重要なのは、シーズンを通して受粉の進行を正確に予測するために、巣箱が適切な場所で活動していることを確認することです。 BeeHero は、ブルーベリー、リンゴ、カシューナッツ、アーモンド、その他の食用作物を問わず、スマート蜂の巣技術が収穫量と利益の大幅な向上をもたらすと宣伝しています。
「小規模な実験で効果を実証するのではなく、5万個以上の巣箱を設置しました。これは受粉サービス提供者としては4番目に大きい規模であり、農家にとって大きな改善となります」とダビディ氏は語った。「将来的には、最終的に100万個の巣箱を設置したいと考えています。養蜂家にとっては、養蜂家に警告を発し、今すぐ問題に対処するだけで、ミツバチの死亡率が10～15％以上低下しました。コロニーの女王蜂が死んだことがわかったら、2～3日以内に女王蜂を交換すれば、コロニー全体を救うことができます。女王蜂が死んだことを知らずにコロニーを次にチェックするまで待っていたら、手遅れになるかもしれません。」
私たちが深く理解する必要があるのは、3D プリント技術が BeeHero のスマートハイブ技術の応用を推進しており、それが農家、養蜂家、自然を含むすべての人に利益をもたらすということです。さらに、BeeHero はミツバチの行動と精密受粉に関する研究を継続し、ミツバチのコロニーや木の内部を監視する方法をさらに模索し、製品を数万台ではなく数十万台にまで拡大することを目指しています。そうすることで、3D プリンティングへの応用も増えることは間違いありません。
最後に、Antarctic Bear は、BeeHero は素晴らしい会社であり、彼らの活動は世界を変えていると伝えたいと考えています。偉大さは、宇宙探査や海、星や宇宙だけに限ったことではありません。小さな蜂や大きな生態系と同じように、私たちが人生の中で取るに足らないことに注意を払うからこそ、偉大な業績を達成できるのかもしれません。

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