Пока биологи спасают пчёл, опылителей в поле заменят дроны

Учёные уверены, что искусственное опыление поможет решить проблему снижения численности пчёл и спасти экосистемы и сельское хозяйство.

Иллюстрация Eijiro Miyako.

Такие миниатюрные беспилотники смогут не только заменить пчёл, но и стать их "коллегами", то есть работать совместно с насекомыми, при этом не конкурируя с ними за ресурсы.

Фото Eijiro Miyako.

Популяция пчёл сокращается ежегодно на тысячи и десятки тысяч особей. От опылителей сегодня зависит полтора миллиарда рабочих мест, а также мировая экосистема и сельское хозяйство в целом. В связи с этим биологи ищут способы спасения пчёл, например, при помощи светотерапии, а экологи призывают решать проблему на международном уровне. Однако и этих мер может оказаться недостаточно.

На помощь фермерам пришли японские инженеры, создавшие беспилотные летательные аппараты, способные опылять растения. Напомним, что это не первый случай, когда пчёлы вдохновляют конструкторов на создание дронов. Однако впервые созданы квадрокоптеры, которые смогут в прямом смысле заменить важных для природы и человека опылителей.

Команда из Национального института передовой промышленной науки и технологии решила не создавать с нуля дорогостоящие устройства, а модифицировать уже существующие. Для этого они закупили четырёхпропеллерные беспилотники (стоимостью сто долларов США каждый) и поработали над их начинкой.

Как пояснил руководитель исследования Эидзиро Мияко (Eijiro Miyako), эффективное опыление требует аккуратности: насекомое перелетает с цветка на цветок, перенося пыльцу с тычинок одного на пестик другого. То есть пыльца "путешествует" на телах насекомых, а потому для дронов было важно создать такой же функционал.

Для этого дно квадрокоптеров покрыли "клеем" и конскими волосами. Получилась имитация брюшка пчелы. Волосы при этом обработали специальным липким ионным гелем, на который и оседает пыльца. В итоге получились устройства на ручном управлении, которые весят около 15 граммов, а в поперечнике их длина составляет всего четыре сантиметра.

В ходе лабораторных экспериментов дроны успешно провели перекрёстное опыление японской лилии (Lilium japonicum) – нежного цветка, который легко повредить.

По словам авторов, такие миниатюрные беспилотники смогут не только заменить пчёл, но и стать их "коллегами", то есть работать совместно, при этом не конкурируя за ресурсы.

Теперь команда Мияко планирует увеличить автономность дронов-опылителей. Предполагается, что их оснастят датчиками GPS и камерами, а также свяжут в единую сеть, чтобы автоматически проводить опыление обширных сельскохозяйственных угодий. Правда, чтобы коптеры смогли сами распознавать цветки, которые следует опылить, предстоит ещё создать специальный алгоритм.

Кстати, липкий гель, нанесённый на "брюшко" беспилотника, является оригинальным продуктом того же института. На самом деле это результат неудачного эксперимента 2007 года. Эидзиро Мияко пытался получить жидкость с хорошей проводимостью, а в итоге создал клейкий гель. Ёмкость с ним все эти годы лежала в лаборатории, и когда инженеры её обнаружили, оказалось, что своих свойств гель не потерял.

Учёные заинтересовались, подойдёт ли этот гель для сбора пыльцы. Чтобы проверить, они нанесли по капле геля на тельца муравьёв и запустили их в коробку с тюльпанами. Насекомые собрали гораздо больше пыльцы с цветов по сравнению с сородичами, "работающими" как обычно – без геля.

Более того, жидкий гель обладает ещё одним важным качеством: он меняет цвет в зависимости от источника света, маскируя таким образом дрона от потенциальных врагов.

Такие миниатюрные беспилотники смогут не только заменить пчёл, но и стать их "коллегами", то есть работать совместно с насекомыми, при этом не конкурируя с ними за ресурсы.
Такие миниатюрные беспилотники смогут не только заменить пчёл, но и стать их "коллегами", то есть работать совместно с насекомыми, при этом не конкурируя с ними за ресурсы.
Фото Eijiro Miyako.

"Наши результаты, которые найдут применение в сельском хозяйстве и робототехнике, среди прочего, могут привести к распространению искусственного опыления и помогут решить проблемы, вызванные снижением численности пчел. Мы верим, что роботов-опылителей можно научить запоминать маршруты, используя навигационные системы и искусственный интеллект", — заключает Мияко.

Научная статья с подробным описанием разработки опубликована в издании Chem.

Напомним, что ранее инженеры представили робопчелу, покорившую не только воздух, но и воду.