粘性凝膠將昆蟲大小的無人機變成人造傳粉者

2019-02-17 13:41:26來源：

當蜜蜂滑入美國的瀕危物種名單時，日本的研究人員正在用昆蟲大小的無人機授粉百合。這些人工傳粉者的底面涂有馬毛和離子凝膠，其粘度足以從一朵花中撿起花粉并將其沉積在另一朵花上。這些無人機的設計者遠非取代蜜蜂，而是希望他們的發明有朝一日可以幫助承擔現代農業需求給殖民地帶來的負擔，從而使農民受益。

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用于人工傳粉者的凝膠是實驗出錯的結果。2007年，國家先進工業科學與技術研究所(aist)納米材料研究所的化學家，資深作者eijiro miyako正致力于制造可用作電導體的液體。他的一次嘗試產生了一種像發蠟一樣粘稠的凝膠，他認為這是一種失敗。在一個沒有蓋帽的儲存柜中坐了十年之后，在實驗室清理過程中它被重新發現了。受到對蜜蜂的關注和機器人昆蟲新聞報道的啟發，miyako開始通過使用家蠅和螞蟻來探索凝膠是否能夠吸收花粉。

“這個項目是偶然發生的結果，”與博士后研究員兼第一作者svetlana chechetka合作的miyako說。“我們很驚訝，8年后，離子凝膠沒有降解，仍然很粘稠。傳統的凝膠主要由水制成，不能長時間使用，所以我們決定用這種材料進行研究。 “

為了確定凝膠是否可以抓住花粉，miyako在他的研究所周圍收集了螞蟻，將離子goop液滴放在他們的身體上，讓他們在一盒郁金香中自由地漫游。與沒有使用這種材料的螞蟻相比，含有凝膠的螞蟻更容易將花粉附著在它們的身體上。在使用家蠅的單獨實驗中，還發現凝膠具有偽裝效果 - 根據不同的光源改變顏色 - 這可以幫助人工傳粉者避免捕食。

miyako接下來需要一臺足夠小的飛行機器來操縱花朵，就像蜜蜂一樣。他選擇了一架四螺旋槳無人機，零售價約為100美元，但只需將凝膠放在光滑的塑料表面上就不足以有效地吸收花粉。miyako和chechetka與aist同事masayoshi tange和yue yu合作，使用馬毛模仿蜜蜂的模糊外觀。刷毛產生更多的表面區域，使花粉粘附并產生電荷以保持顆粒就位。

miyako的團隊將帶有毛發和凝膠的遙控無人機懸掛在粉紅色的日本百合(lilium japonicum)的花朵上。機器人吸收了花粉，然后可以飛到第二朵花上，在那里種植谷物，人工授粉植物并使它們開始生產種子的過程。沒有凝膠和頭發成分的無人機沒有這種效果。

miyako說：“這些研究結果將適用于農業和機器人等，可能會導致人工傳粉媒介的發展，并有助于解決由蜜蜂數量下降引起的問題。” “我們相信機器人傳粉者可以接受培訓，使用全球定位系統和人工智能來學習授粉途徑。”

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