世界蜜蜂数量急剧下降,迄今为止科学还无法扭转这种下降趋势。一些科学家正在研究解决罪魁祸首——疾病、害虫、蜜蜂饲料供应和杀虫剂——而另一些科学家则在寻找蜜蜂授粉的替代方案。
三个科学家小组正在研究机器人技术作为减少对蜜蜂授粉依赖的一种手段。其中两人设计了微型飞行机器人,而第三人则设计了轮式机器人。
所有这三个设备都是原型机。空中项目已经展开,而地面模型仍处于最早的设计阶段。哈佛大学的研究人员十年前就开始了他们的工作,而日本的科学家则在 国家先进工业科学技术研究所 最近推出了一种无线空中授粉器,可以收集和沉积花粉。
西弗吉尼亚大学 (WVU) 的多学科团队采用更扎实的方法,正在设计一种自主轮式机器人,能够定位、识别单个花朵并为其授粉。
日本传单
这款日本设备在同行评审期刊 Chem 上发表,由一架小型无线无人机组成,其底部附有一条马毛带。它是唯一真正为植物授粉的机器人设备——在本例中,是实验室测试中的日本百合。
该项目的主要联系人 Eijiro Miyako 在机器人的皮带上涂上了离子液体凝胶。他说,ILG 在正常和恶劣环境下都能保持很长时间的粘性。它们还耐用且防水。
这种化合物增加了传送带的可用表面积,有助于其在飞行过程中收集和保留有效的花粉量。当带接触雄蕊和雌蕊时,凝胶的湿润性和静电特性减少了花粉损坏的机会。
宫子形容驾驶无人机为花朵授粉的任务“非常艰巨”。我相信某种形式的人工智能(AI)、GPS和高分辨率相机对于未来机器的开发非常有用,”他在电子邮件采访中说道。
人工智能还可以改善无人机授粉行为。
“一群人工智能机器蜜蜂可以确定开花的最短路径和最有效的授粉方式,”他说。
哈佛大学的RoboBee
授粉只是一种应用 哈佛大学首席研究员罗伯特·伍德 预见了微电子机器人。他和他的团队认为这可能对搜救行动有用。
建立 机器人蜂 直到他们发明了一种新的制造方法才成为可能。立体书和折纸为我们提供了灵感,称为 Pop-Up MEMS。该过程在一个框架内采用了复杂的分层和折叠过程,在一个动作中组装机器人。
RoboBee 的大小约为美国 2.4 分硬币大小,高 3.2 毫米,重量略低于 XNUMX 盎司。它既能飞又能游泳,还可以利用静电倒立在平坦的表面上。接下来,哈佛大学的研究人员希望为蜜蜂建造一个“蜂巢”来补充能量。
伍德设想将 RoboBees 部署在集群中,类似于他们的另一项发明 Kilobots。哈佛大学的研究人员使用这些微型自主机器人来研究集体人工智能和群体行为。
机器人漫游车
西弗吉尼亚大学原型机的机器人运输源自工程专业学生建造并用于赢得 NASA 2016 年样本返回机器人百年挑战赛的自主模型。学生们设计的自主机器人仅使用能够在火星或月球环境中运行的技术即可在田野中移动并检索物体。
该机器人的功能被其主要研究者称为精准授粉。
“我们对仅仅吹空气或摇动植物来授粉不感兴趣。我们对处理个别花朵感兴趣,”说 谷宇,西弗吉尼亚大学航空航天与机械工程助理教授.
顾和他的团队将安装一系列激光雷达和摄像头,使机械臂能够定位单个花朵,确定它们的活力并将花粉施加到健康的花朵上。与雷达类似,激光雷达使用激光产生的光脉冲(而不是声波)来检测物体。
西弗吉尼亚大学将在温室覆盆子和黑莓上测试其授粉媒介。能够在一年内对机器人进行多代浆果测试的能力决定了他们使用室内场地。这只是第一轮研究;在后续的研究中将会有进一步的发展。
“我们想首先证明这是可行的,”顾说。
同时 …
昆虫学家在 康奈尔大学丹福斯实验室 相信本地蜜蜂可以承担果园的部分授粉要求,在某些情况下可以承担全部授粉要求。该实验室的研究和外展主任玛丽亚·范·戴克(Maria van Dyke)表示,纽约州的几个果园不再租用蜂巢,而是使用本地蜜蜂授粉。
现在这可能非常重要,因为每个机器人模型距离商业发布至少还有 10 年时间。哈佛的机器人仍然与电源相连,而日本机器人的引导系统可以从 GPS 和人工智能的增加中受益。
顾的西弗吉尼亚大学团队尚未完成规划阶段。一旦原型建成,他们将进行温室测试,并对机器人授粉水果与自然授粉水果进行质量测试。
— David Weinstock,FGN 记者