机器人的蜜蜂
博士Eijiro Miyak

无人机带来革命的最新服务可能并非如此包裹递送互联网连接但更有价值的服务是授粉。日本的研究人员一直在探索使用覆盖有粘性毛发的微型无人机的潜力,它可以像机器蜜蜂一样对抗蚊子的衰落自然传粉者。

论文写作在《化学》杂志上,研究小组在一朵开放的竹叶百合(百合日本血吸虫)花。经过一些练习,该装置可以在三次着陆内收集41%的花粉,并在100次尝试中成功授粉53次。它用一种无毒的离子液体凝胶增强了一撮头发,这种凝胶利用静电和粘性能够“提起并粘住”花粉。尽管在这项研究中,无人机是手动操作的,但研究团队表示,通过添加人工智能和GPS,它可以自己学习寻找植物和授粉。

但要成为一个好的传粉者,光有粘性的毛发是不够的。作为一个研究传粉昆虫的人,我认为这些无人机还有很多工作要做,以匹配我们现有的传粉昆虫,包括蜜蜂,蝴蝶和甚至一些较大的动物,在所有的多样性。但是看到科学向自然学习总是好的,这些研究也帮助我们欣赏大自然已经提供的奇迹。

授粉是一项复杂的任务,不应被低估。它包括寻找鲜花,并决定它们是否合适,是否还没有被参观过。传粉者需要成功地处理花朵,采集花粉并把它放在另一株植物上,同时与它的团队协调优化它的路线之间的花朵。在所有这些任务中,我们现有的传粉者都表现出色,他们的技能是在数百万年的进化中磨练出来的。在某些情况下,我们的技术可以与它们匹敌,而在另一些情况下,我们的技术还有一段路要走。

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昆虫传粉的三大因素如蜜蜂他们擅长的是独立决策、学习和团队合作。每只蜜蜂都可以决定什么花适合自己,管理自己的能量使用,并保持自己不新鲜的花粉。

粘毛。
粘毛。
博士Eijiro Miyak

现代无人机已经可以达到这种水平的个人管理。由于他们拥有追踪面部的技术,他们也可以追踪花朵。他们还可以通过GPS规划路线,并在感知到电池电量不足时返回基地充电。从长远来看,它们甚至可能比自然传粉者有潜在的优势,因为授粉将是它们的唯一功能。另一方面,蜜蜂是为了养活自己和它们的后代,授粉是一种副产品。

然而,无人机需要发展的领域是学习和团队合作。花也不总是像竹百合那样开放和简单,相当多的商业授粉食物资源有更棘手的花(如豆类)或需要反复访问(如草莓的花)才能结出好果子。

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为了解决这个问题,蜜蜂学习并专门研究一种特定的花,这样它们就能快速有效地处理它们。他们还会了解奖励的位置,以学习最佳路线。当团队中的所有人都这样做时,他们就会分工,完成更多的工作。要在无人机上复制这一点,就需要进行一些严肃的编程,并让无人机改变其行为或形状以适应花朵,或者让不同的无人机从事不同的工作,因为我们有不同种类的传粉者。

拥有多架无人机需要协调,最好是非集中控制,这样每架无人机就可以根据来自同事的信息和一套简单的规则做出自己的决定。蜜蜂有能力通过一种叫做摇摆舞.大黄蜂可以通过以前的访问者留下的脚印气味来判断一朵花是否已经被访问过。所有这些适应性使我们的传粉者在它们的工作中非常高效。为了使授粉无人机成为高效的传粉者,同样的技能也必须被开发到一个授粉无人机团队中。

虽然我觉得这些机器人距离成为最佳传粉者还有很长的路要走,但它们很可能在我们的未来占有一席之地。我可以看到这些无人机被用在不适合自然传粉者的环境中,比如研究实验室,那里需要精确地进行植物品种的杂交。甚至在火星上的生物穹顶中,蜂群可能也不是最安全的解决方案。机器人还能从我们的昆虫传粉者身上学到什么,以及它们可以改进什么,这将是很有趣的。

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