搭配無人機、AI 提高成功率 肥皂泡泡 代替蜜蜂授粉

編譯/韋士塔 |2020.06.27
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科學家正研發各種人工授粉裝置。圖/網路
日本科學家研發以肥皂泡泡為植物授粉的創新方式。 圖/網路
蜜蜂是重要的授粉昆蟲,但近年來數量卻持續減少。圖/法新社

編譯/韋士塔

近年來的研究發現,蜜蜂和其他授粉昆蟲的數量持續減少,但具體原因目前仍難定論;有些科學家認為是地球暖化所致,也有人推測是空汙、農藥各種汙染的結果。無論是何種因素導致蜜蜂等昆蟲的數量減少,都將引發植物無法授粉甚至滅絕的危機,也將嚴重改變生態,甚至有發生糧食危機之虞。

有鑑於此,研究人員除了希望盡快找出蜜蜂消失的原因,徹底消除危機,也加緊腳步開發替代植物授粉的創新方法,其中之一就是以肥皂泡泡代替昆蟲授粉。

日本高級科學技術研究院副教授、材料化學家宮古英次郎(Eijiro Miyako)發現,肥皂泡泡可以攜帶花粉粒,並運送至其他花朵;最初,他們利用小型的無人機模擬蜜蜂,在無人機底部黏上馬毛,並塗上凝膠;這些凝膠可以黏起花粉,移動後拂過其他花朵,為植物授粉。

不過,無人機的操控不易,螺旋槳也容易接觸花朵並使其受損,授粉的效率並不理想。後來,宮古英次郎帶著3歲的孩子在公園玩吹泡泡時靈光乍現,發現泡泡可能是更合適的載體。研究人員嘗試把花粉粒與肥皂溶液混合,這些肥皂溶液使用的成分均相當環保,不會破壞生態,且能快速分解。接著,他們把混合物裝入泡泡槍中,使用噴槍將氣泡釋放到梨園中,成功為梨樹授粉。

初步實驗成功後,研究團隊嘗試在無人機上安裝泡沫噴霧器,調整無人機飛行的速度和高度,讓泡沫落在花朵上。宮古表示,隨著無人機技術日益進步,操控性和定位功能更強,泡泡授粉的成功率也將提高。

宮古英次郎表示,日本果農原本就會進行人工授粉,因為蜜蜂在低溫環境下的活動力降低,此時果農會以羽毛刷為花朵授粉。不過,這種方法會損耗大量花粉,每朵花必須消耗約1.8公克的花粉,約是使用無人機搭配泡泡的3萬倍。

奧克蘭大學的機器人專家威廉斯(Henry Williams)表示,宮古英次郎的創新授粉方式非常棒;威廉斯曾協助開發授粉機器人,使用活動吊桿為奇異果授粉,並運用人工智慧(AI)辨識花朵,提升授粉成功率。

威廉斯讚許宮古英次郎的創意,他指出,使用泡泡授粉能夠大幅減少花粉的使用量,更具經濟效益。

西維吉尼亞大學的機器人專家谷于(Yu Gu)也在研發授粉機器人,他認為,無人機在空中進行授粉時,泡泡可能因氣流、強風或雨水而偏移,降低授粉成功機率,使用在地面移動的車輛式裝置的效果可能更穩定。

宮古英次郎對於其他類型的人工授粉方式均樂觀其成,他表示:「包括我們的技術在內,這些創意都如同科幻小說,但也日益接近實現。我們認為,肥皂泡泡確實能夠取代蜜蜂等昆蟲,並確保果實品質不遜於傳統手工授粉。我們希望,結合肥皂泡泡和無人機技術的方法以及其他創意,能為農業工程領域帶來創新發展。」

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