大科技杂志社官方网站

新浪微薄腾讯微薄

最新碎语:想象力比知识更重要

您的位置:大科技杂志社官方网站 >科学之谜> 无人机能代蜜蜂授粉?

无人机能代蜜蜂授粉?

提起蜜蜂,我们就会想到那个在万花丛中勤劳的小身影。根据联合国发布的一份报告显示,全球约75%的农作物,包括苹果、胡萝卜、咖啡豆和坚果等在内,都需要授粉。有的植物比较“自强”,同株植物上雄蕊和雌蕊挨得比较近,所以可以完成自花授粉。而更多的植物则采用的是异花授粉的模式,因为这会增加遗传的多样性,提高作物的数量和质量,比自花授粉更具优势。

不过,异花授粉则主要依靠蜜蜂或其他昆虫的帮助才能完成。

然而,由于杀虫剂的滥用、野生栖息地被破坏以及气候变化等诸多因素的共同作用,世界各地的传粉者(如蜜蜂和蝴蝶)都遇到了麻烦——近期的调查发现,40%的传粉者物种濒临灭绝。

科学家因此一直在寻找解决方案,一些人关注如何保护这些传粉者,而另一些人则希望制造出能够取代它们干活的机器。于是,“机械蜜蜂”应运而生。

替蜜蜂干活的无人机

有意思的是,该无人机的发明源于多年前的无心插柳。十年前,日本化学家都英次郎研制了一种像发蜡一样黏稠的离子液体凝胶,希望它能具有良好的导电性以便应用于电池中。但这种凝胶的性能并没有他希望的那么好,所以他把它放在一个没有盖的瓶子里,推到抽屉中就忘记了。几年后,当他偶然又看到了这一凝胶,惊讶地发现它仍然保存完好,大小和粘性都没有改变。这一点和传统凝胶很不一样,传统凝胶容易降解,不能保存太长时间。

并且,当这种凝胶掉到地板上时粘起了些许灰尘,都英次郎突然意识到这可能是收集花粉颗粒的好材料。为了证实这一点,他把凝胶在蚂蚁身上沾了一点,并把它们放入一盒郁金香里。结果发现,这种凝胶确实能帮助蚂蚁沾上更多的花粉,因为它具有良好的带电特性,因此可以成为模拟蜜蜂传递花粉的理想对象。

接下来他需要的是可以在花朵间来去自如的媒介,于是,一架小型的四螺旋桨无人机被选中。他先将一个由马鬃毛制成的小刷子放在该装置的底部,然后将刷子浸入凝胶中。这样,机器版的传粉者就制作完成了。

下一步自然就是对该无人机进行模拟蜜蜂授粉测试,测试对象是粉红色的日本百合。只见无人机在遥控器的控制下,以轻盈的姿态在花朵上降落或起飞,柔软、灵活的毛发都不会损坏花蕊。一段时间后,研究人员在花朵中看到了花粉管的生长,即意味着无人机成功完成授粉任务。

替代蜜蜂?别盲目乐观

无人机的成功授粉对于科学家来说,无疑是令人兴奋的,但这只是第一步。机器人传粉者是否能够取代蜜蜂,或者至少是能够替蜜蜂分担一部分工作?对此,有些科学家表示,不否认机械蜜蜂是一个有趣的实验,但对于解决昆虫传粉问题,它可能并不会根本解决。

首先,成本会是一个很大的问题。在实验室里给一株植物授粉和在1000平方米的田地授粉,这两者之间有很大区别。我们只要简单地对比一下数据:如果每只工蜂每天可以采大约1000朵花,我们为3万只工蜂提供了一个蜂房,大概需要支付150美元,如果蜜蜂在那片树林里工作了2周,那成本算下来就是每只蜜蜂每天只需0.035美分;而在那个实验中光一架无人机就得花费100美元。显然,如果要实现大规模的机器授粉,目前的成本基本是无法承受的。

其次,由于无人机是通过遥控的,也就是说每一架无人机还需要一个人来引导它的飞行,这对于扩大授粉规模来说也是不切实际的。当然,科学家们表示,随着研究的深入,无人机有可能在某天学会独立飞行,使用GPS、高分辨率摄像机和人工智能来自主导航和给农作物授粉,但这样无疑会进一步提高成本。

最后,授粉质量也不一定尽如人意。植物与授粉的昆虫,已经一起进化了上亿年。显然面对更小更复杂的花卉结构,无人机如果不设计得更加轻巧和灵活,就很可能会对花朵造成损伤。传粉者已经进化出了处理不同种类的花朵的能力,而机器如果要做到这一点,显然还需要时间。

所以,机械蜜蜂是一种尝试,但是距离实际应用还存在很多的障碍。或许我们更应该考虑的是,采取行动来保护和提高蜜蜂的数量。使用更少的杀虫剂,要做好疾病检测工作防止传染病的蔓延。

即使机械蜜蜂看起来很酷,但如果有选择,希望可以永远不需要它们来替代蜜蜂。

---

转载请注明本文标题和链接:《无人机能代蜜蜂授粉?

分享到:

发表评论

路人甲 表情
Ctrl+Enter快速提交