Створений ефективний робот - запильник, який зможе замінити бджоли
Скорочення чисельності бджіл, природних запилювачів рослин, викликає занепокоєння агрономів. Близько 80% сільськогосподарських культур залежать від запилення комахами, чисельність яких скорочується через руйнування середовища проживання. Вчені з Японії пропонують замінити бджіл дронами. А щоб ті не шкодили крихкі квітки, запилювати рослини мильними бульбашками.
Це "дійсно крутий " підхід, говорить Генрі Вільямс, робототехнік з Оклендського університету, який не брав участі в роботі. Але деякі біологи скептично ставляться до того, що безпілотники коли-небудь стануть ефективною заміною бджолам.
Кілька груп розробили пристрої, які імітують запилення бджіл.
У 2017 році Eijiro Miyako, хімік за матеріалами з японського передового інституту науки і технології, пристосував іграшковий дрон довжиною 4 сантиметри для запилення квітів. Він і його колеги приклеїли кінські волосся до нижньої частини дрона і покрили волосся гелем, щоб зробити їх більш липкими і гнучкими. Ідея полягала в тому, що, як і на бджолі, волоски збирали пилок з однієї квітки і осідали на іншому. Керований дистанційним управлінням, дрон запилював лілії, але це пошкодило квіти його пропелерами.
Рішення проблеми придумав хімік Ейдзіро Міяко, коли гуляв у парку зі своїм сином і запускав мильні бульбашки. Дивлячись на те, як бульбашки вилітають з дула іграшкового пістолета і лопаються об шкіру дитини, він зрозумів, що так само можна запилювати і квіти, не завдаючи їм шкоди.
"Він і його колега перевірили різні поверхнево-активні речовини-детергенти, які створюють мильну плівку, що утворює бульбашки, - і вибрали той, який має найменший вплив на проростання (здатність пилкових зерен вирощувати трубки, які доставляють їх сперматозоїди в яєчники). Потім в лабораторних випробуваннях вони засипали квіти груші бульбашками з пилком. Коли бульбашки лопнули, пилок приземлився на товкач, на жіночу репродуктивну частину, і в зернах виросли пилкові трубки. Але трубки були коротшими, ніж зазвичай, якщо на квітку потрапило більше 10 бульбашок, можливо, через якийсь шкідливий вплив, викликаного мильним розчином", - говорить Міяко.
У Грушевому саду дослідники використовували іграшкову гармату, щоб пускати пилок з бульбашками на квіти в трьох деревах. Через 16 днів отримані плоди були такими ж хорошими, як і у квітів, які були запилені вручну , повідомляють вони в iScience .
Фермери в цьому саду та в інших частинах Японії традиційно запилюють свої груші та яблуні вручну за допомогою пухової кисті. Міяко каже, що це тому, що бджоли не запилюють при низьких температурах, а також тому, що вони іноді пошкоджують квіти таким чином, що це призводить до потворних плодів.
Однією з переваг використання бульбашок, а не пір'яних кистей, є те, що бульбашки вимагають набагато менше пилку. Дослідники виявили, що пензлик з пір'я наносить близько 1800 міліграмів пилку на кожну квітку, тоді як міхурам потрібно всього лише 0,06 міліграма. Це означає, що фермерам доведеться збирати набагато менше пилку, перш ніж вручну запилювати свої квіти, якщо вони додають її в мильний розчин.
Міяко та його команда встановили розпилювач на дрон і запрограмували його літати вздовж грядок з квітами. Вони підібрали висоту і швидкість польоту таким чином, щоб дрон потрапляв в квіти бульбашками з ймовірністю 90%.
Перепробувавши різні швидкості і висоти, вони виявили, що дрон може вразити 90% квітів бульбашками.
Проблема полягала в тому, що багато бульбашок не потрапляли в ціль, витрачаючи пилок. Міяко каже, що краща націленість-наприклад, наявність безпілотника, здатного ідентифікувати квіти, - може поліпшити результати. Він також працює над створенням екологічно безпечного розчину мильного міхура, який швидше розкладається.
Однак Юй Гу, робототехнік з Університету Західної Вірджинії, скептично ставиться до використання безпілотників для доставки бульбашок. Вітер через ротори ускладнить точне наведення бульбашок, зазначає він. Вони могли б бути більш ефективно доставлені від наземного робота, такого як колісний блок з маніпулятором. У Гу і його колег є саме такий робот, спочатку призначений для збору зразків в космічних польотах. І вони перевірили це, запилюючи малину в теплиці . Він використовує тонкий пензлик для збору і розподілу пилку, що позбавляє від необхідності збирати запас пилку.
Саймон Поттс, агроеколог з Університету Редінга, побоюється, що такі зусилля відвернуть від збереження бджіл, які зменшуються в багатьох місцях . Бульбашковий підхід додає ризик хімічного впливу на запилення і забруднення грунту, зазначає він. «Це ще один приклад розумної інженерії, призначений для вирішення проблеми, яка може бути вирішена набагато більш ефективними та стійкими способами".
Також читайте: