世界蜜蜂數量急劇下降,迄今為止科學還無法扭轉這種下降趨勢。一些科學家正在研究解決罪魁禍首——疾病、害蟲、蜜蜂飼料供應和殺蟲劑——而另一些科學家則在尋找蜜蜂授粉的替代方案。
三個科學家小組正在研究機器人技術作為減少對蜜蜂授粉依賴的一種手段。其中兩人設計了微型飛行機器人,而第三人則設計了輪式機器人。
所有這三個設備都是原型機。空中項目已經展開,而地面模型仍處於最早的設計階段。哈佛大學的研究人員十年前就開始了他們的工作,而日本的科學家則在 國立先進工業科學技術研究所 最近推出了一種無線空中授粉器,可以收集和沈積花粉。
西維吉尼亞大學 (WVU) 的多學科團隊採用更紮實的方法,正在設計一種自主輪式機器人,能夠定位、識別單個花朵並為其授粉。
日本傳單
這款日本設備在同行評審期刊 Chem 上發表,由一架小型無線無人機組成,其底部附有一條馬毛帶。它是唯一真正為植物授粉的機器人設備——在本例中,是實驗室測試中的日本百合。
該計畫的主要聯絡人 Eijiro Miyako 在機器人的皮帶上塗上了離子液體凝膠。他說,ILG 在正常和惡劣環境下都能保持很長時間的黏性。它們還耐用且防水。
這種化合物增加了傳送帶的可用表面積,有助於其在飛行過程中收集和保留有效的花粉量。當帶接觸雄蕊和雌蕊時,凝膠的濕潤性和靜電特性減少了花粉損壞的機會。
宮子形容駕駛無人機為花朵授粉的任務「非常艱鉅」。我相信某種形式的人工智慧 (AI)、GPS 和高解析度攝影機對於未來機器的開發非常有用,」他在電子郵件採訪中說道。
人工智慧還可以改善無人機授粉行為。
「一群人工智慧機器蜜蜂可以確定開花的最短路徑和最有效的授粉方式,」他說。
哈佛大學的RoboBee
授粉只是一種應用 哈佛大學首席研究員羅伯特‧伍德 預見了微電子機器人。他和他的團隊認為這可能對搜救行動有用。
建立 機器蜂 直到他們發明了一種新的製造方法才成為可能。立體書和摺紙為我們提供了靈感,稱為 Pop-Up MEMS。這個過程在一個框架內採用了複雜的分層和折疊過程,在一個動作中組裝機器人。
RoboBee 的大小約為美國 2.4 分硬幣大小,高 3.2 毫米,重量略低於 XNUMX 盎司。它既能飛又能游泳,還可以利用靜電倒立在平坦的表面上。接下來,哈佛大學的研究人員希望為蜜蜂建造一個「蜂巢」來補充能量。
伍德設想將 RoboBees 部署在叢集中,類似於他們的另一項發明 Kilobots。哈佛大學的研究人員使用這些微型自主機器人來研究集體人工智慧和群體行為。
機器人漫遊車
西維吉尼亞大學原型機的機器人運輸源自於工程專業學生建造並用於贏得 NASA 2016 年樣本返回機器人百年挑戰賽的自主模型。學生設計的自主機器人僅使用能夠在火星或月球環境中運行的技術即可在田野中移動並檢索物體。
該機器人的功能被其主要研究者稱為精準授粉。
「我們對僅僅吹空氣或搖晃植物來授粉不感興趣。我們對處理個別花朵感興趣,」說 谷宇,西維吉尼亞大學航空航天與機械工程助理教授.
顧和他的團隊將安裝一系列雷射雷達和攝影機,使機械手臂能夠定位單個花朵,確定它們的活力並將花粉施加到健康的花朵上。與雷達類似,光達使用雷射產生的光脈衝(而不是聲波)來偵測物體。
西維吉尼亞大學將在溫室覆盆子和黑莓上測試其授粉媒介。能夠在一年內對機器人進行多代漿果測試的能力決定了他們使用室內場地。這只是第一輪研究;在後續的研究中將會有進一步的發展。
「我們想先證明這是可行的,」顧說。
同時 …
昆蟲學家在 康乃爾大學丹福斯實驗室 相信本地蜜蜂可以承擔果園的部分授粉要求,在某些情況下可以承擔全部授粉要求。該實驗室的研究和外展主任瑪麗亞·範·戴克(Maria van Dyke)表示,紐約州的幾個果園不再租用蜂巢,而是使用本地蜜蜂授粉。
現在這可能非常重要,因為每個機器人模型距離商業發布至少還有 10 年。哈佛的機器人仍然與電源相連,而日本機器人的引導系統可以從 GPS 和人工智慧的增加中受益。
顧的西維吉尼亞大學團隊尚未完成規劃階段。一旦原型建成,他們將進行溫室測試,並對機器人授粉水果與自然授粉水果進行品質測試。
— David Weinstock,FGN 記者