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蜜蜂減少導致環境災害,「大黃蜂」授粉機器人了解一下?

【獵雲網(微信號:ilieyun)】5月29日報道 (編譯:檸萌)

如果蜜蜂數量持續下降的話,不久BrambleBee(中譯:大黃蜂)就該發揮作用了。

在西弗吉尼亞大學的一個溫室里,一個大黃蜂機器人BrambleBee正在黑莓植物中穿梭飛行。開發者們正在努力攻克計算機視覺演算法,這樣不僅能夠幫助機器人定位花朵位置,還有利於其操作手臂。機器人手臂頂部有一組軟毛刷,就像蜜蜂的毛髮,能夠伸出來輕輕接觸花朵,然後進行授粉。 目前,機器人蜜蜂手臂使用的技術是掃描放置在黑莓灌木叢內的二維碼。

「從機器人的角度來看,我們一直在為解決全球性的緊迫問題而努力。」大黃蜂BrambleBee的設計者——西弗吉尼亞大學工程學教授Yu Gu說道。世界上大約四分之三的食用植物或多或少都依靠媒介來進行傳粉,而媒介,也就是蜜蜂的數量卻日益減少。

由於蜂群的衰竭和失調現象不斷惡化,且疾病、殺蟲劑、壓力和氣候變化等因素的影響,蜜蜂大量死亡,養蜂人不得不經常更換蜜蜂。因而,授粉成本變得更加昂貴。百分之四十的野生授粉媒介,包括熊蜂和夏威夷黃臉蜜蜂等物種,都處在瀕臨滅絕的危險境地。至少從理論上說,機器人可以提供部分相同的服務。

迄今為止,Gu教授已經設計了十幾台無人機和地面機器人。在一個偶然的情況下,他對傳粉機器人產生了濃厚的興趣。在他住的大街上,有一個昆蟲學家,這位昆蟲學家後院養了很多蜜蜂。Gu在美國國家航空和航天局工作時,負責設計一個可以在太空自動收集樣品的機器人。與此同時,他也在他的昆蟲學家鄰居的花園裡觀察到了蜜蜂授粉的現象,並對此進行了深入思考。他說道:「我們開發了很多機器人技術,由此,我想到我們也許可以做點什麼,緩解蜜蜂種群數量下降的局面。」

他與那位昆蟲學家共同合作,想要設計出授粉機器人,證明其概念的可行性。他們還邀請到了一位園藝學家加入,決定將黑莓和覆盆子作為第一批實驗作物。原因在於,單從在技術上看,黑莓和覆盆子是自花授粉的植物,但是如果沒有蜜蜂,它們不好結果。而且,黑莓和覆盆子可以在溫室里種植,這恰恰與他們希望能夠在受控的環境中進行測試的想法相吻合。機器人也能輕鬆地定位到黑莓和覆盆子的花朵。

機器人首先會根據溫室創造出一張3D地圖,然後定位花朵位置,設計出一條有效的路徑來進行授粉。計算機視覺演算法能幫助機器人判斷花的位置、大小和情況,還能引導機器人手臂輕輕地刷過每朵花的花粉。他們的團隊現在仍在對這項技術深入研究,希望幫助機器人準確識別花朵。因為花朵通常聚攏在一起而且互相重疊,因此要準確識別相當困難。除此之外,準確判斷花朵的角度也有難度。如果機器人能夠做到的話,就可以非常精確地接近花朵進行傳粉了。現在,他們設計出的機器人蜜蜂已經可以在利用植物上的二維碼授粉了。

研究人員並不僅僅把目光放在創造機器人授粉媒介上,還有一些研究人員正在研究小型無人機。今年3月,沃爾瑪為其設計的自主授粉無人機申請了專利。Gu教授相信,憑目前的技術,機器人授粉可行性大大增加。「想像一下,有一個蜜蜂一樣的機器人飛來飛去,這樣可能會更直觀一點,但是因為要把無人機變小是非常困難的事情,所以我們需要做很多工作。」他說。要讓無人機和昆蟲一般大小,還要在裡面裝上感測器、電腦和電池,實在是很有難度。

他們設計出的第一台機器人目前還不能投入使用,最初的設計目的不過是要證明機器人傳粉的可操作性,但Gu教授希望,未來有人能夠繼續這項工作,造福農民。 他說,在溫室里,只需要一個機器人就可以處理給所有植物授粉。「儘管它可能不如蜂群授粉那樣高效,但也許對我們而言就夠了。」他說。在田間,機器人可能需要更長時間才能完成授粉。「我們需要大大提高技術,這樣就可以製造出足夠的機器人來為杏仁等作物授粉。」

當然,如果能幫助蜜蜂等生物媒介恢複數量,那就再好不過了。但隨著人類對食物需求的增長,授粉生物數量不斷減少。而且由於現在越來越多的食物生長在溫室里,機器人可能會發揮更大作用。

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