粘性凝胶将昆虫大小的无人机变成人造传粉者

2019-02-17 13:41:26来源：

当蜜蜂滑入美国的濒危物种名单时，日本的研究人员正在用昆虫大小的无人机授粉百合。这些人工传粉者的底面涂有马毛和离子凝胶，其粘度足以从一朵花中捡起花粉并将其沉积在另一朵花上。这些无人机的设计者远非取代蜜蜂，而是希望他们的发明有朝一日可以帮助承担现代农业需求给殖民地带来的负担，从而使农民受益。

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用于人工传粉者的凝胶是实验出错的结果。2007年，国家先进工业科学与技术研究所(aist)纳米材料研究所的化学家，资深作者eijiro miyako正致力于制造可用作电导体的液体。他的一次尝试产生了一种像发蜡一样粘稠的凝胶，他认为这是一种失败。在一个没有盖帽的储存柜中坐了十年之后，在实验室清理过程中它被重新发现了。受到对蜜蜂的关注和机器人昆虫新闻报道的启发，miyako开始通过使用家蝇和蚂蚁来探索凝胶是否能够吸收花粉。

“这个项目是偶然发生的结果，”与博士后研究员兼第一作者svetlana chechetka合作的miyako说。“我们很惊讶，8年后，离子凝胶没有降解，仍然很粘稠。传统的凝胶主要由水制成，不能长时间使用，所以我们决定用这种材料进行研究。 “

为了确定凝胶是否可以抓住花粉，miyako在他的研究所周围收集了蚂蚁，将离子goop液滴放在他们的身体上，让他们在一盒郁金香中自由地漫游。与没有使用这种材料的蚂蚁相比，含有凝胶的蚂蚁更容易将花粉附着在它们的身体上。在使用家蝇的单独实验中，还发现凝胶具有伪装效果 - 根据不同的光源改变颜色 - 这可以帮助人工传粉者避免捕食。

miyako接下来需要一台足够小的飞行机器来操纵花朵，就像蜜蜂一样。他选择了一架四螺旋桨无人机，零售价约为100美元，但只需将凝胶放在光滑的塑料表面上就不足以有效地吸收花粉。miyako和chechetka与aist同事masayoshi tange和yue yu合作，使用马毛模仿蜜蜂的模糊外观。刷毛产生更多的表面区域，使花粉粘附并产生电荷以保持颗粒就位。

miyako的团队将带有毛发和凝胶的遥控无人机悬挂在粉红色的日本百合(lilium japonicum)的花朵上。机器人吸收了花粉，然后可以飞到第二朵花上，在那里种植谷物，人工授粉植物并使它们开始生产种子的过程。没有凝胶和头发成分的无人机没有这种效果。

miyako说：“这些研究结果将适用于农业和机器人等，可能会导致人工传粉媒介的发展，并有助于解决由蜜蜂数量下降引起的问题。” “我们相信机器人传粉者可以接受培训，使用全球定位系统和人工智能来学习授粉途径。”

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