研究人員表示，裝有塗有粘性凝膠的馬鬃毛的迷你無人機，有一天可能會透過將花粉從一種植物運輸到另一種植物，來減輕陷入困境的蜜蜂種群的壓力。
據美國農業部稱，世界上大約四分之三的開花植物和大約 35% 的世界糧食作物依賴動物為其授粉。
一些自然界最多產的授粉者是蜜蜂，但世界各地的蜜蜂數量正在下降，上個月，美國魚類和野生動物管理局首次將一個本土物種列為瀕危物種。[沒有令人毛骨悚然的生物：最可愛的小蟲畫廊]
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現在，來自日本的研究人員表示，他們已經邁出了建立可以幫助昆蟲授粉者彌補不足的機器人的第一步。科學家們創造了一種粘性凝膠，可以讓一個價值 100 美元的火柴盒大小的無人機從一朵花上採集花粉，然後將其沉積到另一朵花上以幫助植物繁殖。
“這是一個概念驗證——沒有其他可比的。這是一個完全首次的演示，”日本筑波國家先進工業科學研究所的化學家、研究負責人宮古榮二郎說。“預計一些機器人將用於授粉實驗，但還沒有人嘗試過。”
一次意外的驚喜
這項於今天（2 月 9 日）發表在《化學》雜誌上的新研究的關鍵創新是所謂的離子液體凝膠，但據宮古說，這更多的是運氣而不是設計的結果。這種凝膠實際上是建立導電液體的失敗嘗試的結果，並且被遺忘在抽屜裡將近十年。
但是八年後，它仍然沒有乾涸，而大多數其他凝膠都會乾涸，並且仍然非常粘，宮古說。幸運的是，這一發現恰逢宮古觀看一部詳細介紹對昆蟲授粉者擔憂的紀錄片。
“我實際上把凝膠掉在地板上，我注意到它吸收了很多灰塵，我的腦海中把一切都聯絡起來了，”他告訴《生命科學》。
這種凝膠具有恰到好處的粘性，這意味著它可以吸收花粉，但粘性又不至於使花粉粒無法脫落。
科學家們接下來測試了這種凝膠如何有效地用於在花朵之間運輸花粉。為此，研究人員將這種材料的液滴放在螞蟻的背上，並將昆蟲在裝滿鬱金香的盒子中過夜。第二天，科學家們發現，帶有凝膠的螞蟻比那些沒有粘性物質的昆蟲採集到的花粉粒多得多。
在一次副實驗中，研究人員發現可以將光致變色化合物（在暴露於紫外線或白光時會改變顏色）整合到凝膠中。科學家們將這種材料貼在活著的蒼蠅身上，賦予了這些小蟲改變顏色的能力。宮古說，這最終可以作為某種適應性偽裝，以保護授粉者免受捕食者的侵害。
真正的解決方案？
但是，雖然提高其他昆蟲為花朵授粉的能力是蜜蜂數量下降的潛在解決方案，但宮古表示他不相信，因此開始尋找其他方法。“使用活生物體進行實際應用非常困難，所以我決定改變我的方法並使用機器人，”他說。
像蜜蜂這樣的昆蟲的絨毛對於它們作為授粉者的作用非常重要，因為絨毛增加了蜜蜂身體的表面積，使花粉有更多的材料可以附著。為了使光滑的塑膠無人機具有類似的功能，科學家們在機器人的底部添加了一塊馬鬃毛，然後在其上塗上凝膠。
然後，研究人員駕駛無人機從日本百合花的花朵上收集花粉，並將花粉運送到其他花朵。在每個實驗中，研究人員嘗試了 100 次為花朵授粉，總成功率為 37%。沒有毛髮或未塗層毛髮的無人機未能為植物授粉。
宮古說，目前這項技術存在侷限性，因為手動駕駛無人機很困難。但是，他補充說，他認為全球定位系統和人工智慧有一天可以用於自動引導機器人授粉者。
不過，在這些機器人蜜蜂成為現實之前，無人機的成本將不得不大幅降低，而且其 3 分鐘的電池壽命將需要顯著提高，宮古說。但他補充說，他相信這最終會發生。
英國蘇塞克斯大學的教授戴夫·古爾森說，他看到了嘗試創造機器人蜜蜂的知識興趣，但他對它們的實用性持懷疑態度，並擔心會分散人們對更重要的授粉者保護工作的注意力。古爾森專門研究大黃蜂的保護，但他沒有參與這項新研究。
在一篇部落格文章中，他寫道，地球上大約有 3.2 萬億隻蜜蜂。即使機器人蜜蜂每單位成本為 1 美分，並且可以使用一年（他說這是一個非常樂觀的估計），那麼每年維持蜜蜂種群將花費 320 億美元，並且會在鄉村佈滿微型機器人。
“真正的蜜蜂避免了所有這些問題；它們可以自我複製、自我供電並且基本上是碳中和的，”古爾森在帖子中寫道。“我們已經有了非常高效的授粉者。讓我們照顧好它們，而不是計劃它們的消亡。”
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