看過變形金剛的你們,眼中的大黃蜂機(jī)器人應(yīng)該都是這個(gè)樣子▼
但是在美國西弗吉尼亞大學(xué)的一個(gè)溫室里,一個(gè)大黃蜂機(jī)器人正在黑莓植物中穿梭飛行。它叫BrambleBee,其手臂頂部有一組軟毛刷,就像蜜蜂的毛發(fā),能夠伸出來輕輕接觸花朵,然后進(jìn)行授粉。 據(jù)了解,蜜蜂機(jī)器人手臂使用的技術(shù)是掃描放置在黑莓灌木叢內(nèi)的二維碼。
由于蜂群的衰竭和失調(diào)現(xiàn)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,當(dāng)?shù)氐酿B(yǎng)蜂人不得不經(jīng)常更換蜜蜂。因此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(xiǎn)境地。
大黃蜂機(jī)器人的出現(xiàn),可以提供部分相同的服務(wù)。這款授粉機(jī)器人的設(shè)計(jì)者是西弗吉尼亞大學(xué)工程學(xué)教授Yu Gu,“從機(jī)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。”他說道。開發(fā)者們正在努力攻克計(jì)算機(jī)視覺算法,這樣不僅能夠幫助機(jī)器人定位花朵位置,還有利于其操作手臂。
Gu教授表示,授粉機(jī)器人是和一位昆蟲學(xué)家共同研究出來的,那位昆蟲學(xué)家正好是他的鄰居,這位昆蟲學(xué)家后院養(yǎng)了很多蜜蜂。一次偶然的機(jī)會(huì),他在昆蟲學(xué)家的花園里觀察到了蜜蜂授粉的現(xiàn)象,并對(duì)此進(jìn)行了深入思考。他說:“我們開發(fā)了很多機(jī)器人技術(shù),由此,我想到我們也許可以做點(diǎn)什么,緩解蜜蜂種群數(shù)量下降的局面。他們還邀請(qǐng)到了一位園藝學(xué)家加入,決定將自花授粉同時(shí)離不開蜜蜂的植物(黑莓和覆盆子)作為第一批實(shí)驗(yàn)作物。
機(jī)器人首先會(huì)根據(jù)溫室創(chuàng)造出一張3D地圖,然后定位花朵位置,設(shè)計(jì)出一條有效的路徑來進(jìn)行授粉。計(jì)算機(jī)視覺算法能幫助機(jī)器人判斷花的位置、大小和情況,還能引導(dǎo)機(jī)器人手臂輕輕地刷過每朵花的花粉。他們的團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在仍在對(duì)這項(xiàng)技術(shù)深入研究,希望幫助機(jī)器人準(zhǔn)確識(shí)別花朵。因?yàn)榛ǘ渫ǔ>蹟n在一起而且互相重疊,因此要準(zhǔn)確識(shí)別相當(dāng)困難。除此之外,準(zhǔn)確判斷花朵的角度也有難度。如果機(jī)器人能夠做到的話,就可以非常精確地接近花朵進(jìn)行傳粉了。現(xiàn)在,他們?cè)O(shè)計(jì)出的機(jī)器人蜜蜂已經(jīng)可以在利用植物上的二維碼授粉了。
據(jù)悉,今年3月,沃爾瑪為其設(shè)計(jì)的自主授粉無人機(jī)申請(qǐng)了專利。Gu教授相信,憑目前的技術(shù),機(jī)器人授粉可行性大大增加。“想象一下,有一個(gè)蜜蜂一樣的機(jī)器人飛來飛去,這樣可能會(huì)更直觀一點(diǎn),但是因?yàn)橐褵o人機(jī)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(jī)和昆蟲一般大小,還要在里面裝上傳感器、電腦和電池,實(shí)在是很有難度。
他們?cè)O(shè)計(jì)出的第一臺(tái)機(jī)器人目前還不能投入使用,但初始設(shè)計(jì)目的只是要證明機(jī)器人傳粉的可操作性,但Gu教授表示,希望未來有人能夠繼續(xù)這項(xiàng)工作,造福農(nóng)民。 他說,在溫室里,只需要一個(gè)機(jī)器人就可以處理給所有植物授粉。盡管它可能不如蜂群授粉那樣高效,對(duì)于花農(nóng)來說夠用就行。在田間,機(jī)器人可能需要更長時(shí)間才能完成授粉。“我們需要大大提高技術(shù),這樣就可以制造出足夠的機(jī)器人來為其他作物授粉。”
當(dāng)然,最好是能幫助蜜蜂等生物媒介恢復(fù)數(shù)量,但隨著人類對(duì)食物需求的增長,授粉生物數(shù)量不斷減少。而且由于現(xiàn)在越來越多的食物生長在溫室里,授粉機(jī)器人可能對(duì)目前來說更有用。
|