世界第一個花粉無人機可以幫助我們在蜜蜂滅絕後仍然存活!

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歡迎來到未來。

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研究人員利用配備有黏性凝膠的微型無人機,開發出一台遙控授粉器。在越來越多的蜜蜂物種瀕臨滅絕時,這很可能是未來的一瞥。

隨著蜜蜂和世界其他自然授粉媒介的滅絕壓力,估計每年威脅到全球糧食生產值高達5,770億美元。人工授粉器可能是一種方式,來減輕昆蟲和其他在農業扮演關鍵角色的動物的負擔。

但是,雖然自主的蜜蜂無人機可能是未來食物生產重要的部分,來自日本產業技術綜合研究所(National Institute of Advanced Industrial Science and Technology)的研究人員,意外地碰巧發現他們的人工授粉器概念。

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十年前,化學家宮古英次郎(Eijiro Miyako)正在主導離子液體的研究:鹽的液體狀態,來看是否能夠找到任何可能形成良好電導體的溶劑。

他最終開發出一種像髮蠟一樣黏的凝膠,但對導電性沒有幫助。考慮到液體失敗後,他放棄了,然後把凝膠放進一個無蓋瓶子的儲藏櫃裡。

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幾年後,宮古重新發現這個物質,並驚訝地發現,儘管沒有蓋上蓋子這麼久,它並沒有改變或蒸發。

宮古說:「這項計畫是機緣湊巧的結果。我們驚訝的是,8年後,離子凝膠沒有變差,仍然是這麼黏稠。傳統的凝膠主要是由水做成的,無法長時間使用。因此,我們決定使用這個材料來進行研究。」

當掉落在地板上時,這些研究人員注意到這個凝膠的粘性很容易地黏住灰塵,然後想到可以用它來作為收集花粉好材料。

當開花植物繁殖時,雄蕊(stamen)產生花粉來使雌蕊(pistil)受精。但對於發生在植物間的異花授粉,你需要有黏性的東西,把花粉從一棵植物傳到另一顆植物。

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這是蜜蜂和其他昆蟲的切入點,收集黏在身上的小花粉顆粒,然後在攝食期間在植物之間來回。

但儘管蜜蜂在這方面是天生好手,任何人或任何東西也可以做這種人工授粉。這是為什麼在中國農村人們實際上用手來執行這項工作的原因之一:反應蜜蜂數量的下降。

當然,必須要有一個更有效的方式,這就是為什麼科學家正在研究科技上的解決方案。

為了測試他們的凝膠,宮古的研究小組把凝膠滴在螞蟻身上,然後放在一盒鬱金香裡。比起未做過處理的昆蟲,這個材料幫助螞蟻在身體上黏住更多的花粉,顯示這個凝膠可以是很好的黏著劑。

他們現在所需要的是可以穿梭在花之間的東西;因此,他們決定使用微型四螺旋槳無人機,零售價大約是1百美元。

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由於無人機的塑膠機體太平滑,以至於無法抓住大量的花粉顆粒。因此,研究小組把馬鬃毛作成的小刷子固定在飛機的下方,並且將刷子浸泡一下凝膠。

在測試蜜蜂的臨時替代物時,遙控的無人機能夠在植物之間運送微小花粉顆粒,成功地讓日本百合(Lilium japonicum)受精;雖然手動駕駛微型花粉機需要一段時間來習慣。

這些研究人員在他們的論文中解釋:「是需要有一定次數的人工授粉器遙控練習。」

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當然,需要人類來個別操控人工授粉器無人機,不會是一個永久解決蜜蜂數量下降的問題。

但這些研究人員表示,除了結合人工智慧和全球定位系統(GPS)之外,這個系統的未來版本還可以變得更節能且提供更好的機動性。因此,它們可以自動導航和授粉給農作物。

這聽起來很像科幻小說,事實上也是,因為剛好這種系統出現在電視節目黑鏡(Black Mirror)

但如果這項科技成為可能,未來的授粉器無人機將有助於承擔蜜蜂數量下降的負擔,如果人類阻止持續下降的努力失敗的話。

也就是說,將需要大量的無人機來彌補這個數量缺口。

在加州,單單一個杏仁產業就涉及到180萬個蜂群、大約350億隻蜜蜂,在大約3,642平方公里(90萬英畝)面積上,授粉約3兆朵花。

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沒有涉及這項研究、來自澳洲國立大學的研究員索爾‧康尼漢(Saul Cunningham)告訴新科學人雜誌(New Scientist):「如果你想到杏仁產業…有延伸展幾公里的果園,每棵樹可以開花5萬朵,」

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「那麼,你必須操作授粉機器人的規模會是很難想像的。」

這也許是個例子(情況可能是這樣),但在人工授粉器背後的研究人員並不害怕。

儘管他們不認為他們的創造會取代自然授粉,除非這能扭轉蜜蜂滅絕的壓力,但我們必須從某個地方開始。

宮古說:「我們希望這將有助於對抗蜜蜂數量減少的問題。」

「但重要的是,應該一起使用蜜蜂和無人機。」

這項研究成果報導於化學期刊(Chem)

來源:ScienceAlert