“机器蜜蜂”实现无人机授粉

来源:金羊网 作者:建平 发表时间:2017-12-25 11:15

  日本产昆虫般大小的微型无人机

□建平

无人机正频繁出现在我们的视野。但无人机到底能为我们做什么?几年前就有科学家非常实用地提出:鉴于蜜蜂种群锐减,直接导致植物授粉成难题,使用无人机进行人工授粉是一个更好的解决方向。

事实上,近年来关于无人机授粉的研究已颇有成效,业内专家也表示非常看好无人机在授粉方面的发展。比如我国的一些作业经验表明,无人机授粉效率可达到普通人工授粉的30倍以上,对农业总产量和果实质量也都有显著提高效果。所以,尽管人们坚持自然授粉不可替代,但无人机授粉还是不可避免地成为趋势。

背景 蜜蜂种群在锐减?

近几年无论是中国还是外国,都有报告称,蜜蜂的整体数量在大量减少。中科院动物所的一项研究发现,中国的蜜蜂近10年间减少了10%左右。美国一项研究也表明,近10年来,美国的蜂群减少了约30%左右。而蜜蜂减少的主要原因基本上都是:气候变化,破坏蜜蜂和植物之间紧密的物候关系;环境污染,毒杀了蜜蜂;人类的土地利用,占据了蜜蜂的栖息地;还有外来物种入侵导致本地蜜蜂被消灭以及病原体对蜜蜂的伤害等。为此,美国白宫特别工作组曾确认联邦机构应当执行一系列政策,力争到2025年将蜂群的损失减少到15%。

要知道,人类所赖以生存的食物有三分之一是蜜蜂和其他传粉者帮助产生的。但有研究表明,世界上近40%的小型传粉昆虫,包括蝴蝶也和蜜蜂一样存在灭绝风险。而地球上还有很多植物不是农作物,同样也需要蜜蜂等来授粉的,比如世界上已知有16万种由昆虫授粉的显花植物,其中单是依靠蜜蜂授粉的已占85%。

授粉危机的出现,便意味着人类的各种食物可能逐渐减产。

为应对这一危机,人类一方面在重点保护蜜蜂种群,改进传统的农作物病虫害防控方式,加大生物防治、生态控制、安全用药等绿色植保技术的推广普及力度,尽量减轻其对蜜蜂的伤害,另一方面,就是从生物代替、人工作业、机器人助力等方面入手改变局面——无人机的助力便是其中最被看好的一种方法。

发现 “机器蜜蜂”应运而生

我们必须承认蜜蜂授粉是不可代替的。但这种“看天吃饭”的做法显然不是现代人能接受的,自无人机出现在人们的视线中,一种“机器蜜蜂”便应运而生——2016年英剧《黑镜》第三季中出现了一种“机器蜜蜂”,就是完全模仿蜜蜂外观,依靠太阳能工作,拥有用于分辨植物的基础模式识别系统,完全自主导航和行动,无需人为干预的楷模。它的灵感应该来源于2014年7月美国哈佛大学工程与应用科学学院推出的一款蜜蜂机器人。

2015年,英国谢菲尔德大学的詹姆斯-马歇尔等人参与的一项“绿色大脑计划”,也模拟意大利蜂制造出一种人造蜜蜂大脑,并通过与无人机相结合,能够让无人机像真实蜜蜂一样飞行、行动。研究人员使用电路开启和关闭来模拟蜜蜂大脑神经系统的连接,之后将这种人造蜜蜂大脑装载在一台四旋翼无人机上,它便能够成功地在走廊中飞行和导航,期间不会碰撞到墙壁。而且它不仅有视觉,还有嗅觉。研究人员最终的目标就是让这款机器蜜蜂能够独立完成真实蜜蜂的授粉任务。

2017年初,日本国立高级工业科技研究所的研究人员又设计出了一款昆虫般大小的微型无人机。这款无人机本身是一款在日本很常见的微型遥控无人机,只有两英寸(约5厘米)大小。研究人员在无人机底部黏贴了一块动物毛皮,上面涂了一层名叫“离子液体凝胶”的特殊胶水,利用胶水的黏性可以恰到好处地取粉、撒粉。不过目前这种无人机还无法像真正的蜜蜂一样在户外工作。这种“离子液体凝胶”是研究人员制造可用作电导体的液体时偶然创造出来的,研究人员发现,这种凝胶还具有伪装效应,在不同光源下会改变颜色,可以帮助无人机避免捕食者。

展望 无人机授粉效率更高

中国无人机授粉事业也发展神速。媒体纷纷报道:据高科新农工作人员介绍,他们公司在2011年率先提出利用无人机进行杂交水稻辅助授粉的概念,并主办了中国首次无人机辅助授粉的现场评议;中国林科院亚热带林业研究所的相关研究人员两三年前已采用无人机授粉技术进行山地作业。发现除了对林分总产量和果实质量均有显著提高作用外,其作业效率也是普通人工授粉的30倍-50倍;珠海羽人以“一种具有气力授粉装置的无人直升机”申请了发明专利,该产品应用于超级杂交水稻授粉,可实现父本和母本大间隔栽插,该公司宣称经过实验可实现,增产父本稻谷300斤,增产母本种子120斤;深圳华创科技团队号称他们研发出专用于杂交水稻辅助授粉的无人机,主要是在无人机上加装了特质的旋翼,通过旋翼产生的下洗气流将父本上的花粉扬起传播给母本……

业内人士均表示看好无人机授粉的前景。只是无人机授粉作业还不能被广泛熟知和接受,还需要有关部门和专家学者多做研究和推广。

但无人机授粉还是存在待解的难题,比如无人机不能产生花蜜,而且也不能确保这样的方式生产出的果实是否与蜜蜂授粉产生的果实一样味美可口且产量丰富。这些都是下一步有待攻关的项目。

而保护好蜜蜂等传粉昆虫,提高蜜蜂种群的丰富性等科研项目,也应该仍是我们研究工作中的重中之重。

编辑:邱邱
对《“机器蜜蜂”实现无人机授粉》表态
对《“机器蜜蜂”实现无人机授粉》发表评论

滚动新闻

金羊网