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全球蜜蜂大消亡之际,无人机+泡泡机组合能完成授粉使命吗?

2020-07-13 09:09 性质:转载 作者:学术头条 来源:钛媒体APP
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虽然乍一听让机械设备充当传粉者似乎不切实际,但这个想法并不牵强。现有技术已经可以支持工作人员通过一个远程界面控制多架无人机。

因此,这项研究的结果对机器人和农业都有潜在的影响。研究团队认为,通过人工智能和 GPS 数据的结合,这些人工授粉机器可以“学习”授粉路径。这可能会是迄今为止无人机在农业方面最关键的发展可能之一。

研究人员也展望了无人机帮助植作物授粉的未来:成群的无人机在田里工作,为作物授粉、施肥。

不过,虽然这是一种可行的方法,但效率并不高。这些实验都涉及携带花粉的无人机和花之间进行直接接触,容易摧毁接触到的鲜花。

对于演示的几朵花来说,让这些人工授粉机器做蜜蜂所做的事情是可行的:通过识别并定位单个花朵,然后一次与一朵花互动,以实现可靠的授粉。但是如果将范围扩大到覆盖一棵树,就变得非常耗时,更不用说整个果园了。

从泡泡机上得到的灵感

为了改进无人机授粉的的技术,日本先进科学技术研究所(JAIST)的研究人员想出了一种更好的授粉技术:在无人机上安装泡泡机,通过吹出的沾有花粉的肥皂泡进行授粉。

首席化学家宫古英二郎(Eijiro Miyako)讲述了他从泡泡机上得到的启发:他和他的儿子在公园吹泡泡时意识到,如果这些泡泡能够携带花粉粒,它们就会成为一种理想的载体,不仅容易制造和运输,而且它们在运送完花粉后就会消失。

宫古英二郎和其他研究人员在发表的论文中写到,“我们意外地发现,天然花粉颗粒很容易地融入肥皂膜中,并可以将泡泡机装在无人机上,实现空中飞行。”

测试显示,每个肥皂泡携带多达 2000 个花粉颗粒,粘附在泡沫膜的表面。实验还优化了泡沫液的 pH 值,并在泡沫液中混合了硼、钙、镁、钾等几种物质,使其尽可能有利于花粉的生长,并且保证溶液中的花粉能够成功萌发。

研究人员在一架无人机上配备了一台每分钟能产生 5000 个气泡的气泡机。在一次实验中,当无人机在 2 米高的花朵上以 2 米/秒的速度移动时,成功率为 90%。

将肥皂泡射入目标花朵后,作物在 16 天后形成的幼果的体积几乎与传统的用球形羽毛刷手授粉的体积相同,并且随着时间的推移,梨树果实体积稳步增加。结果显示,肥皂泡介导的授粉率和人工授粉率均在 95% 左右,两者之间没有显著差异,因此也表明了肥皂泡介导的授粉是有效的。

当然,在没有大规模试验之前,我们不敢断言这种授粉方式是可以替代蜜蜂授粉的。人们仍然要从成本、效率和机器功能等方面去衡量此方案的可行性。

在蜜蜂数量骤减的事实之下,人工授粉机器的推出可以作为一个慰藉,但我们需要做的更多是保护地球这个生态系统上的每一个部分。

资料来源:https://spectrum.ieee.org/automaton/robotics/drones/drone-bubble-machine-pollinate-flowers-like-a-beehttps://www.unmannedsystemssource.com/pollinating-drones-could-miniature-uavs-save-the-world-from-falling-bee-numbers/https://www.britannica.com/story/what-would-happen-if-all-the-bees-died

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