Gel lengket mengubah drone berukuran serangga menjadi penyerbuk buatan

Anonim

Seperti lebah tergelincir ke daftar spesies yang terancam punah di Amerika Serikat, para peneliti di Jepang menyerbuki bunga lili dengan serangga berukuran drone. Bagian bawah penyerbuk buatan ini dilapisi dengan rambut kuda dan gel ionik cukup lengket untuk mengambil serbuk sari dari satu bunga dan menyimpannya ke bunga yang lain. Jauh dari mengganti lebah, para perancang drone berharap bahwa penemuan mereka suatu hari nanti dapat membantu membawa beban yang dituntut oleh permintaan pertanian modern pada koloni dan pada gilirannya menguntungkan para petani. Pekerjaan itu muncul 9 Februari di jurnal Chem.

Gel yang digunakan untuk penyerbuk buatan adalah hasil dari eksperimen yang salah. Pada tahun 2007, penulis senior Eijiro Miyako, seorang ahli kimia di Institut Nasional Advanced Industrial Science and Technology (AIST) Lembaga Penelitian Nanomaterial, sedang bekerja untuk membuat cairan yang dapat digunakan sebagai konduktor listrik. Salah satu usahanya menghasilkan gel yang lengket seperti lilin rambut, yang dianggap gagal. Setelah satu dekade duduk di lemari penyimpanan dalam botol yang tidak tertutup, itu ditemukan kembali tidak berubah selama pembersihan laboratorium. Terinspirasi oleh kekhawatiran atas lebah madu dan laporan berita tentang serangga robot, Miyako mulai mengeksplorasi, dengan menggunakan lalat dan semut, apakah gel bisa bekerja untuk mengambil serbuk sari.

"Proyek ini adalah hasil dari serendipity, " kata Miyako, yang bekerja dengan rekan postdoctoral dan penulis pertama Svetlana Chechetka. "Kami terkejut bahwa setelah 8 tahun, gel ionik tidak terdegradasi dan masih sangat kental. Gel konvensional terutama terbuat dari air dan tidak dapat digunakan untuk waktu yang lama, jadi kami memutuskan untuk menggunakan bahan ini untuk penelitian. "

Untuk menentukan apakah gel bisa menyerap serbuk sari, Miyako mengumpulkan semut di sekitar institutnya, meletakkan tetesan kotoran di tubuh mereka, dan membiarkan mereka menjelajah bebas dalam sekotak tulip. Dibandingkan dengan semut yang tidak memiliki bahan yang digunakan, semut dengan gel lebih cenderung memiliki serbuk sari yang menempel pada tubuh mereka. Dalam percobaan terpisah menggunakan lalat rumah, gel itu juga ditemukan memiliki efek kamuflase — mengubah warna sebagai respons terhadap sumber cahaya yang berbeda — yang dapat membantu penyerbuk buatan menghindari predasi.

Miyako selanjutnya membutuhkan mesin terbang yang cukup kecil untuk melakukan manuver melintasi ladang bunga, seperti lebah. Dia menetapkan drone empat-baling-baling, sekitar $ 100 nilai eceran, tetapi hanya menempatkan gel di permukaan plastik yang halus tidak akan cukup untuk secara efektif mengambil serbuk sari. Miyako dan Chechetka berkolaborasi dengan rekan AIST Masayoshi Tange dan Yue Yu menggunakan rambut kuda untuk meniru eksterior fuzzy seekor lebah. Bulu-bulunya menciptakan lebih banyak area permukaan untuk serbuk sari untuk melekat dan menghasilkan muatan listrik untuk menjaga butir-butir tetap di tempatnya.

Tim Miyako menerbangkan drone yang dikendalikan dari jarak jauh, dengan rambut dan gel melekat, di atas bunga-bunga bunga lili Jepang berwarna pink (Lilium japonicum). Para robot menyerap serbuk sari dan kemudian dapat diterbangkan ke bunga kedua, di mana biji-bijian diendapkan, secara artifisial menyerbuki tanaman dan menyebabkan mereka memulai proses memproduksi benih. Drone tanpa gel dan komponen rambut tidak memiliki efek ini.

"Temuan, yang akan memiliki aplikasi untuk pertanian dan robotika, antara lain, dapat mengarah pada pengembangan penyerbuk buatan dan membantu mengatasi masalah yang disebabkan oleh populasi lebah madu yang menurun, " kata Miyako. "Kami percaya bahwa penyerbuk robot dapat dilatih untuk mempelajari jalur penyerbukan menggunakan sistem penentuan posisi global dan kecerdasan buatan."

Meskipun pekerjaan ini masih jauh dari digunakan di lapangan, ini adalah langkah pertama yang kreatif untuk mengatasi masa depan dengan lebih sedikit lebah. Tujuannya adalah untuk mengurangi tekanan pada populasi lebah dengan komersialisasi sehingga mereka dapat melakukan apa yang robot tidak bisa — membuat madu — sementara drone mengambil alih permintaan penyerbukan tanaman.

menu
menu