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有朝一日泡泡無人機能協助農民為花朵授粉

2020/08/28 @國際

摘要

日本北陸先端科學技術大學院的研究團隊為了解決授粉昆蟲日益減少的問題,研發出泡泡花粉溶劑結合無人機,初期針對梨園進行試驗,其結果率與手工授粉的數量差異不大,但若需追求授粉精準性,需要研製出具備花朵鑑別的飛行機器人,冀望能協助農民提高結果率與收成率。

示意圖

有朝一日泡泡無人機能協助農民為花朵授粉

  由於氣候變化、殺蟲劑的使用和一些其他因素促使全球的蜜蜂和授粉昆蟲大量減少,農民雖然可以透過噴灑或以人工授粉方式將花粉接種到農作物上,但是機器吹出的羽流會浪費許多花粉顆粒,而且手動將花粉刷到植物上是一件相當費力的事情。

  位於日本能美市的北陸先端科學技術大學院(JAIST)的材料化學家認為,或許能將授粉的工作外包給自動無人機,他最初的想法是利用包裹花粉的無人機將花粉顆粒摩擦在花上,但是發現這種方法會損害花朵。然而某天在和兒子一起吹泡泡後,意識到肥皂泡泡可能是一種更溫和的傳遞方式,於是便和同事合作研發了一種內含花粉的泡泡溶液,能讓攜帶泡泡槍的無人機使用,為了測試花粉泡泡的活性,研究人員利用這種技術對果園中的梨樹進行授粉,結果顯示這些樹木所結的果實與傳統使用手工授粉方法的樹木一樣多。

  在各種市售的泡泡溶液中,他們發現使用月桂酰氨基丙基甜菜鹼(lauramidopropyl betaine,是化妝品或個人護理產品中所使用的化學物質)所製成的花粉泡泡維持的最好、最完整,他們還額外添加了聚合物、鈣和鉀等保護花粉的成分,讓泡泡更堅固,足以承受無人機螺旋槳所產生的風。研究人員在果園中對三棵梨樹上的花朵噴出了花粉泡泡,平均每棵樹上50朵授粉花中有95%結了果實,這結果率可與另一組傳統手工授粉的樹媲美,然而三棵僅靠昆蟲和風來傳遞花粉的樹上卻只有約58%的花朵結出果實。為了測試在飛行無人機上使用此種這方法的可行性,科學家在無人機上裝載了一隻泡泡槍,並以每秒2公尺的速度向假百合花噴出花粉泡泡,雖有超過90%的花朵被泡泡擊中,但有更多的泡泡錯失了目標,所以若要使無人機授粉確實可行,就需要研發出具有鑑別特定花朵能力的飛行機器人。【延伸閱讀】無人機進行大面積橄欖病害監控

  然而並非所有人都覺得建造授粉機器人是個好主意,英國雷丁大學的永續土地管理研究人員在《全面環境科學》中發表了一篇研究,提出若要保障植物的授粉來源無虞,保護自然授粉媒介是相對於讓機器人協助授粉來說更有效的方法。但美國摩根鎮西維吉尼亞大學曾設計過授粉機器人的機器人學家表示,建造蜜蜂無人機和保護昆蟲種群並不互相排斥,建立機器人的目的不是為了取代自然授粉媒介,而是試圖在缺少這些「飛行工人」的地方輔助農民,期望有一天可以將無人機作為「B計劃」(Plan “B” or “Bee”)供人使用。

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