研究人员表示，装有涂有粘性凝胶的马鬃毛的迷你无人机，有一天可能会通过将花粉从一种植物运输到另一种植物，来减轻陷入困境的蜜蜂种群的压力。
据美国农业部称，世界上大约四分之三的开花植物和大约 35% 的世界粮食作物依赖动物为其授粉。
一些自然界最多产的授粉者是蜜蜂，但世界各地的蜜蜂数量正在下降，上个月，美国鱼类和野生动物管理局首次将一个本土物种列为濒危物种。[没有令人毛骨悚然的生物：最可爱的小虫画廊]
关于支持科学新闻
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。通过购买订阅，您正在帮助确保关于当今世界发现和塑造我们世界的想法的具有影响力的故事的未来。
现在，来自日本的研究人员表示，他们已经迈出了创建可以帮助昆虫授粉者弥补不足的机器人的第一步。科学家们创造了一种粘性凝胶，可以让一个价值 100 美元的火柴盒大小的无人机从一朵花上采集花粉，然后将其沉积到另一朵花上以帮助植物繁殖。
“这是一个概念验证——没有其他可比的。这是一个完全首次的演示，”日本筑波国家先进工业科学研究所的化学家、研究负责人宫古荣二郎说。“预计一些机器人将用于授粉实验，但还没有人尝试过。”
一次意外的惊喜
这项于今天（2 月 9 日）发表在《化学》杂志上的新研究的关键创新是所谓的离子液体凝胶，但据宫古说，这更多的是运气而不是设计的结果。这种凝胶实际上是创建导电液体的失败尝试的结果，并且被遗忘在抽屉里将近十年。
但是八年后，它仍然没有干涸，而大多数其他凝胶都会干涸，并且仍然非常粘，宫古说。幸运的是，这一发现恰逢宫古观看一部详细介绍对昆虫授粉者担忧的纪录片。
“我实际上把凝胶掉在地板上，我注意到它吸收了很多灰尘，我的脑海中把一切都联系起来了，”他告诉《生命科学》。
这种凝胶具有恰到好处的粘性，这意味着它可以吸收花粉，但粘性又不至于使花粉粒无法脱落。
科学家们接下来测试了这种凝胶如何有效地用于在花朵之间运输花粉。为此，研究人员将这种材料的液滴放在蚂蚁的背上，并将昆虫在装满郁金香的盒子中过夜。第二天，科学家们发现，带有凝胶的蚂蚁比那些没有粘性物质的昆虫采集到的花粉粒多得多。
在一次副实验中，研究人员发现可以将光致变色化合物（在暴露于紫外线或白光时会改变颜色）整合到凝胶中。科学家们将这种材料贴在活着的苍蝇身上，赋予了这些小虫改变颜色的能力。宫古说，这最终可以作为某种适应性伪装，以保护授粉者免受捕食者的侵害。
真正的解决方案？
但是，虽然提高其他昆虫为花朵授粉的能力是蜜蜂数量下降的潜在解决方案，但宫古表示他不相信，因此开始寻找其他方法。“使用活生物体进行实际应用非常困难，所以我决定改变我的方法并使用机器人，”他说。
像蜜蜂这样的昆虫的绒毛对于它们作为授粉者的作用非常重要，因为绒毛增加了蜜蜂身体的表面积，使花粉有更多的材料可以附着。为了使光滑的塑料无人机具有类似的功能，科学家们在机器人的底部添加了一块马鬃毛，然后在其上涂上凝胶。
然后，研究人员驾驶无人机从日本百合花的花朵上收集花粉，并将花粉运送到其他花朵。在每个实验中，研究人员尝试了 100 次为花朵授粉，总成功率为 37%。没有毛发或未涂层毛发的无人机未能为植物授粉。
宫古说，目前这项技术存在局限性，因为手动驾驶无人机很困难。但是，他补充说，他认为全球定位系统和人工智能有一天可以用于自动引导机器人授粉者。
不过，在这些机器人蜜蜂成为现实之前，无人机的成本将不得不大幅降低，而且其 3 分钟的电池寿命将需要显著提高，宫古说。但他补充说，他相信这最终会发生。
英国苏塞克斯大学的教授戴夫·古尔森说，他看到了尝试创造机器人蜜蜂的知识兴趣，但他对它们的实用性持怀疑态度，并担心会分散人们对更重要的授粉者保护工作的注意力。古尔森专门研究大黄蜂的保护，但他没有参与这项新研究。
在一篇博客文章中，他写道，地球上大约有 3.2 万亿只蜜蜂。即使机器人蜜蜂每单位成本为 1 美分，并且可以使用一年（他说这是一个非常乐观的估计），那么每年维持蜜蜂种群将花费 320 亿美元，并且会在乡村布满微型机器人。
“真正的蜜蜂避免了所有这些问题；它们可以自我复制、自我供电并且基本上是碳中和的，”古尔森在帖子中写道。“我们已经有了非常高效的授粉者。让我们照顾好它们，而不是计划它们的消亡。”
版权所有 2017 LIVESCIENCE.com，一家 Purch 公司。保留所有权利。不得发布、广播、改写或重新分发此材料。