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泡泡无人机:科学家研究用无人机给花朵授粉的新方式

2020-06-23 07:54 性质:原创 作者:Bill 来源:无人机网
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用无人机将含有花粉的气泡吹到花朵上,有可能成为农民为农作物授粉的新方式。日本能级科学技术研究院的材料化学家Eijiro Miyako认为,无人机可以用于授粉工作,...

无人机将含有花粉的气泡吹到花朵上,有可能成为农民为农作物授粉的新方式。

日本能级科学技术研究院的材料化学家Eijiro Miyako认为,无人机可以用于授粉工作,通过特定的方式将花粉粒传递给花朵。他最初的想法涉及用无人机携带花粉,然后直接摩擦花朵实现授粉,但是这种方式损坏了花朵。偶然的机会,Eijiro Miyako意识到泡泡可能是一种较为温和的运送方式。 

为此,Eijiro Miyako和他的同事Xi Yang(同时也是JAIST的一名环境科学家)设计了一种解决方案,制作含有花粉的泡泡剂,用携带泡泡枪的无人机吹向农作物。为了测试装有花粉的气泡的生存能力,研究人员使用这种技术对果园中的梨树进行了手工授粉。研究人员于6月17日在iScience在线报道说,这些树的果实数量与传统手工授粉方法授粉的树木差不多。

在各种市售的气泡溶液中,Miyako和Yang发现,用月桂酰氨基丙基甜菜碱(一种化妆品和个人护理产品中使用的化学物质)制成的花粉颗粒最健康、最可行。研究人员以该溶液为基础,添加了钙和钾等花粉保护成分以及一种聚合物以使气泡坚固,足以承受无人机螺旋桨产生的风力。

研究人员在果园的三棵梨树的花朵上喷出了花粉气泡。平均而言,每棵树上的50种授粉花中有95%形成了果实。这可与另一组用标准花粉刷手工授粉的三棵相似的树木相媲美。三棵依靠昆虫和风来传递花粉的树上只有约58%的花朵结出果实。

为了测试将这种气泡处理应用于飞行机器人的可行性,Miyako和Yang将气泡枪装备在一架无人机上,并以每秒两米的速度向假百合花上喷出花粉气泡。超过90%的百合花被气泡击中,但更多的气泡错过了花朵。研究人员说,要使无人机授粉切实可行,就需要能够识别花朵并巧妙地针对特定花朵的飞行机器人。

另一方面,也有科学家认为自然授粉媒介比机器人授粉是保护植物授粉的更好方法。研究人员指出,昆虫是比任何机器都更熟练的传粉媒介,并且不会破坏现有的生态系统。但Miyako和Yang表示他们的泡沫溶液具有生物相容性,不过其他科学家担心将花混入人造物质中可能会阻止昆虫光顾那些树木。  

西弗吉尼亚大学的机器人学家Yu Gu设计了机器人授粉媒介,但并未参与这项新工作。他认为,机器人授粉和昆虫自然授粉并不是相互排斥的。自然授粉媒介无法被取代,机器人只能作为补充作用,在缺少能为作物授粉的自然媒介的地方,农民可以使用机器人。

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