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世界第一个花粉无人机可以帮助我们在蜜蜂灭绝后仍然存活!

欢迎来到未来。

研究人员利用配备有黏性凝胶的微型无人机,开发出一台遥控授粉器。在越来越多的蜜蜂物种濒临灭绝时,这很可能是未来的一瞥。

随着蜜蜂和世界其他自然授粉媒介的灭绝压力,估计每年威胁到全球粮食生产值高达5,770亿美元。人工授粉器可能是一种方式,来减轻昆虫和其他在农业扮演关键角色的动物的负担。

但是,虽然自主的蜜蜂无人机可能是未来食物生产重要的部分,来自日本产业技术综合研究所(National Institute of Advanced Industrial Science and Technology)的研究人员,意外地碰巧发现他们的人工授粉器概念。

十年前,化学家宫古英次郎(Eijiro Miyako)正在主导离子液体的研究:盐的液体状态,来看是否能够找到任何可能形成良好电导体的溶剂。

他最终开发出一种像发蜡一样黏的凝胶,但对导电性没有帮助。考虑到液体失败后,他放弃了,然后把凝胶放进一个无盖瓶子的储藏柜里。

几年后,宫古重新发现这个物质,并惊讶地发现,尽管没有盖上盖子这么久,它并没有改变或蒸发。

宫古说:“这项计划是机缘凑巧的结果。我们惊讶的是,8年后,离子凝胶没有变差,仍然是这么黏稠。传统的凝胶主要是由水做成的,无法长时间使用。因此,我们决定使用这个材料来进行研究。”

当掉落在地板上时,这些研究人员注意到这个凝胶的粘性很容易地黏住灰尘,然后想到可以用它来作为收集花粉好材料。

当开花植物繁殖时,雄蕊(stamen)产生花粉来使雌蕊(pistil)受精。但对于发生在植物间的异花授粉,你需要有黏性的东西,把花粉从一棵植物传到另一颗植物。

这是蜜蜂和其他昆虫的切入点,收集黏在身上的小花粉颗粒,然后在摄食期间在植物之间来回。

但尽管蜜蜂在这方面是天生好手,任何人或任何东西也可以做这种人工授粉。这是为什么在中国农村人们实际上用手来执行这项工作的原因之一:反应蜜蜂数量的下降。

当然,必须要有一个更有效的方式,这就是为什么科学家正在研究科技上的解决方案。

为了测试他们的凝胶,宫古的研究小组把凝胶滴在蚂蚁身上,然后放在一盒郁金香里。比起未做过处理的昆虫,这个材料帮助蚂蚁在身体上黏住更多的花粉,显示这个凝胶可以是很好的黏着剂。

他们现在所需要的是可以穿梭在花之间的东西;因此,他们决定使用微型四螺旋桨无人机,零售价大约是1百美元。

由于无人机的塑胶机体太平滑,以至于无法抓住大量的花粉颗粒。因此,研究小组把马鬃毛作成的小刷子固定在飞机的下方,并且将刷子浸泡一下凝胶。

在测试蜜蜂的临时替代物时,遥控的无人机能够在植物之间运送微小花粉颗粒,成功地让日本百合(Lilium japonicum)受精;虽然手动驾驶微型花粉机需要一段时间来习惯。

这些研究人员在他们的论文中解释:“是需要有一定次数的人工授粉器遥控练习。”

Eijiro Miyak

当然,需要人类来个别操控人工授粉器无人机,不会是一个永久解决蜜蜂数量下降的问题。

但这些研究人员表示,除了结合人工智慧和全球定位系统(GPS)之外,这个系统的未来版本还可以变得更节能且提供更好的机动性。因此,它们可以自动导航和授粉给农作物。

这听起来很像科幻小说,事实上也是,因为刚好这种系统出现在电视节目黑镜(Black Mirror)。

但如果这项科技成为可能,未来的授粉器无人机将有助于承担蜜蜂数量下降的负担,如果人类阻止持续下降的努力失败的话。

也就是说,将需要大量的无人机来弥补这个数量缺口。

在加州,单单一个杏仁产业就涉及到180万个蜂群、大约350亿只蜜蜂,在大约3,642平方公里(90万英亩)面积上,授粉约3兆朵花。

没有涉及这项研究、来自澳洲国立大学的研究员索尔‧康尼汉(Saul Cunningham)告诉新科学人杂志(New Scientist):“如果你想到杏仁产业…有延伸展几公里的果园,每棵树可以开花5万朵,”

“那么,你必须操作授粉机器人的规模会是很难想像的。”

这也许是个例子(情况可能是这样),但在人工授粉器背后的研究人员并不害怕。

尽管他们不认为他们的创造会取代自然授粉,除非这能扭转蜜蜂灭绝的压力,但我们必须从某个地方开始。

宫古说:“我们希望这将有助于对抗蜜蜂数量减少的问题。”

“但重要的是,应该一起使用蜜蜂和无人机。”

这项研究成果报导于化学期刊(Chem)。

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