被子植物，又称开花植物，主要靠授粉进行繁殖。花的雄蕊负责产生花粉，雌蕊则接受花粉孕育种子。自花授粉的植物在尚未开花时，成熟的花粉粒就萌发成花粉管，把精子送入胚囊中受精，因此又叫“闭花受精”。异花授粉的雌蕊通常接受的都是另一朵花上的雄蕊花粉。异花授粉可以凭借风之力，水之助，抑或以虫、鸟为媒。“穿花度柳飞如箭，粘絮寻香似落星。”描写的就是蜜蜂穿花而过时身体黏上花粉，当它们飞到另一朵花上花粉被抖落至雌蕊的场景。相比自花授粉，异花授粉可以增加植物的基因多样性，改进作物的质量和数量。
从苹果到巴旦木，约莫全球四分之三的农作物种类都依靠蜜蜂和其他昆虫传粉。可是现在异花授粉的主力军蜜蜂却陷入了困境。近年来，美国甚至全球的蜜蜂数量都在急剧减少。这对农业和经济领域来说简直是一大噩耗——美国每年有超过150亿美元的经济作物都依靠蜜蜂授粉，其中包括苹果、莓子、黄瓜和巴旦木。如果没有这些授粉小使者，我们每天赖以生存的食物就不会如此丰富了。
2006年，美国的研究人员首次发现蜜蜂数量骤减，成年的蜜蜂将蜂巢遗弃，一直飞行直到死去。研究人员在比利时、法国、德国、荷兰等欧洲国家也发现了类似现象。后来这种大批蜂巢内工蜂消失，蜂群生态崩解的现象被命名为“蜂群崩溃综合征”(Colony Collapse Disorder，简称CCD)。CCD的成因至今不明，有学者提出导致CCD的因素可能有虫害、杀虫剂的使用、郊区城市化、气候变迁等等，但尚未证明CCD是由一种还是多种原因组合引起的，也未能确认这是一种新的自然现象，还是以前就存在但影响不明显的自然现象。从2006年至今，美国的野生蜜蜂几乎消失殆尽，去年美国宣布七种夏威夷蜜蜂步入濒危状态，同时被列入濒危名单的还有生活在美国中西部及东海岸地区的北美熊蜂(Bombus affinis)。
“蜂群崩溃综合征”的现象让日本产业技术综合研究所的研究员都英次郎(Eijiro Miyako)萌生出了制造“机械蜜蜂”的想法。这个机械传粉师的原型是一个4厘米见方，15克重的迷你无人机。都英次郎在无人机的底部装上马毛，来模拟蜜蜂毛茸茸的躯干，并在马毛上涂抹一层特质的黏性凝胶。
都英次郎的马毛无人机起到了机械蜜蜂的作用。(图片来源： Eijiro Miyako / Chem)
在都英次郎进行的室内粉色日本百合(Lilium japonicum)的授粉实验中，这架人工控制的无人机就像一只真正的蜜蜂一样在花朵间飞舞，带凝胶的马毛能粘取一朵花的花粉，再成功带到另一朵花的雌蕊上。而且由于马毛相当柔软灵活，无人机在花朵上着陆时并没有伤到雄蕊和雌蕊。
授粉过程。(图片来源： Eijiro Miyako / Chem)
这并非科学家们第一次发明机械蜜蜂。早在2013年哈佛的研究员就公开了他们制作的机器蜂(RoboBee) ，这种微型飞行机械利用静电原理可以停留在任何平面的底面。
哈佛制造的微型机器蜂。(图片来源：Wyss Institute at Harvard University)
本文所介绍的都英次郎团队发明的机械蜜蜂尚需人为远程控制。他表示，希望今后可以结合人工智能、GPS和高清摄像机这些技术开发出完善的自动化机械蜜蜂，让无人机可以自行定线并正确着陆雌蕊，以帮助农民为自己的作物传粉。但完成这些诉求对都英次郎来说还任重而道远。目前都英次郎表示，之后他们会测试这种机械蜜蜂在实验室外和真正的农场里工作的效率如何。“我们希望机械蜜蜂可以帮忙应对蜜蜂数量锐减的问题，” 都英次郎说，“但更重要的是让机械蜜蜂辅助真正的蜜蜂，一同完成传粉。”
堪培拉澳大利亚国立大学的索尔·坎宁安(Saul Cunningham)认为，用无人机为花授粉这个点子很有意思，但其经济可行性并不高。“就拿杏树果林来举例子，一片果园大约有几千平方千米，每棵树上又能开5万朵花，”他说，“因此算算需要操控机械蜜蜂来传粉的规模实在大得令人咂舌。”不过人们也在研究几种经济上更可行的策略来解决蜜蜂数量骤减的问题，坎宁安补充道。比如减少杀虫剂的使用，将依赖异花授粉的品种培育成可自花授粉的品种，以及用机器直接在植物上方喷撒花粉等，都是更好的蜜蜂管理策略。(编辑：游识猷)
编译来源：
Chechetka， S. A.， Yu， Y.， Tange， M.， & Miyako， E. (2017). Materially engineered artificial Pollinators. ， 2(2)， 224–239. doi:10.1016/j.chempr.2017.01.008
klein， alice. (2017， February 9). Robotic bee could help pollinate crops as real bees decline.
Potenza， A. (2017， February 9). Bee optimistic: This drone can still pollinate plants even if all the bees die.
