最新研究显示鼓泡机可以像蜜蜂一样授粉

农场用来给果树的花朵授粉的微型生物机器人似乎遇到了阻碍。虽然全世界的人们都在研究不同的人工授粉系统，但是蜜蜂的生产力、效率和天赋是无法替代的，保护蜜蜂是极其重要的。也就是说，没有必要研究其他授粉方法，而日本高级科学技术研究所（JAIST）的研究人员已经想出了一些绝妙的方法：用装在无人机上的泡泡机吹出充满花粉的肥皂泡。很明显，它很有效果。

我们所看到的其他大多数机器人授粉的例子都涉及到携带花粉的机器人和花朵之间的直接接触。这是一种可行的方法，但效率并不高，这要求机器人要像蜜蜂一样去做：识别和定位单个的花，然后一次一朵地与它们互动，以帮助授粉。对于一小片花的授粉过程，这是可行的，但问题是如何扩大覆盖到一棵树，更不用说整个果园了。

在近日发表在《科学》杂志上的一篇论文的新闻稿中，JAIST研究人员Eijiro Miyako描述了他的团队是如何开发了一种小型传粉无人机的，但不幸的是，这种无人机会频繁破坏它接触到的花。Eijiro Miyako对此结果表示很沮丧，他需要找到一种更好的授粉技术。后来，当他和儿子在公园吹泡泡时，他意识到如果这些泡泡能携带花粉粒，它们将成为一个理想的输送系统：可以非常有效地创造和运输花粉粒，很容易地产生花粉，并且这些泡泡在运送有效载荷后就消失了。

While blowing bubbles at a park with his son, Eijiro Miyako realized that if those bubbles could carry pollen grains, they’d make an ideal delivery system: You can create and transport them very efficiently, generate them easily, and they literally disappear after delivering their payload

Miyako和合著者Xi Yang做了一些实验，让他们在发表的论文中加入了这句话:

我们意外地发现，天然花粉粒可以很容易地融入肥皂膜中，并通过各种气泡装置在空气中飞行。

测试表明，每毫升0.4%的表面活性剂溶液中4毫克花粉会形成肥皂泡，每个肥皂泡携带多达2000粒花粉，粘附在泡沫膜表面。该研究还可以优化溶液的pH值，在气泡溶液中加入硼、钙、镁、钾等多种物质，使之尽可能与花粉相切合，表明溶液中的花粉粒能够成功萌发。

当然，真正的考验是你是否真的可以用肥皂泡泡给植物授粉，以及它与其他方法相比效果如何。最初在梨树上进行的实验，使用手持泡泡枪瞄准特定的花朵，进行得非常顺利，令研究人员难以置信：

Image: iScienceTo show that their bubble pollination approach is scalable, the researchers equipped a drone with a bubble machine  capable of generating 5,000 bubbles per minute. In one experiment, the method resulted in an overall success rate of 90 percent when the drone moved over flowers at 2 m/s at a height of 2 m.

令人惊讶的是，将肥皂泡射向目标花后，16天后形成的幼果体积几乎与用球形羽毛刷进行人工授粉的体积几乎相同。随着时间的推移，梨果实的体积逐渐增加，并表现出与授粉后16天相同的膨胀趋势。此外，肥皂泡介导授粉和人工授粉的比率均在95%左右，两者之间没有显著差异。显然，这些结果表明肥皂泡介导的授粉不仅对花粉粒的育性表达有效，而且对梨果实的大量生产也是有效的。

为了证明这项技术是可广泛应用的，研究的最终目标是在更大范围内使用一种装有气泡机枪（每分钟可产生5000个气泡）的无人机进行机器人授粉。为了控制无人机旋翼，研究人员在气泡溶液中混合了一种稳定剂，这种方法非常有效，有些泡沫溶液在周围停留了5个小时。这些气泡较小，每个携带大约300个花粉粒，但如果你每秒可产生近100个气泡，那就可以有更多花粉。

在这一点上，主要的限制似乎是用来制造气泡的表面活性剂，虽然具有生物相容性，但并不像它们可能的那样环保。鉴于目前已开发了可食用泡泡，下一步研究人员将重点利用其发挥作用。他们还指出，无人机技术需要在定位、地图和控制方面进行一些改进才能更好地发挥商业价值，但这一切都值得期待，对吧？